JP3359008B2 - Travel control system for automatic guided vehicles - Google Patents
Travel control system for automatic guided vehiclesInfo
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Classifications
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば港湾ヤー
ド、製鉄ヤード等において使用される無人搬送車の走行
を制御する無人搬送車の走行制御システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic guided vehicle traveling control system for controlling the traveling of an automatic guided vehicle used in, for example, a harbor yard, a steel yard, or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば港湾ヤード、製鉄ヤード等におい
ては、荷物の運搬に無人搬送車や無軌道式クレーン等が
使用されている。これらの無人搬送車を所定の走行路に
沿って走行させるために、図19〜図22に示すように
従来から種々の方式が考えられている。2. Description of the Related Art For example, in port yards, steel yards, and the like, unmanned transport vehicles, trackless cranes, and the like are used to carry loads. In order to make these automatic guided vehicles travel along a predetermined traveling path, various methods have conventionally been considered as shown in FIGS.
【0003】図19、図20は従来の無人搬送車誘導方
式を示す図、図21は従来の無軌道式クレーンの誘導方
式を示す図、図22は従来の無軌道式クレーンの走行軌
道修正装置のブロック図である。FIGS. 19 and 20 show a conventional automatic guided vehicle guiding system, FIG. 21 shows a conventional guided track crane guiding system, and FIG. 22 is a block diagram of a conventional trackless crane traveling track correcting device. FIG.
【0004】従来の無人搬送車誘導方式では、図19
(a)に示すように無人搬送車であるビークル130に
ジャイロを搭載し、このジャイロによりビークル本体の
旋回角度を計測してビークル130を目標用方向に誘導
する方式、あるいは図19(b)に示すようにエンコー
ダを搭載し、このエンコーダにより車輪の回転数を計測
し、左右車輪の回転数の差から本体角度を計測してビー
クル130を目標方向に誘導する方式が用いられてい
る。[0004] In the conventional automatic guided vehicle guidance system, FIG.
As shown in FIG. 19A, a gyro is mounted on a vehicle 130 which is an automatic guided vehicle, and the gyro is used to measure the turning angle of the vehicle body and guide the vehicle 130 in a target direction. As shown in the figure, a method is used in which an encoder is mounted, the number of rotations of the wheels is measured by the encoder, the body angle is measured from the difference in the number of rotations of the left and right wheels, and the vehicle 130 is guided in a target direction.
【0005】しかし、図19(a)に示すようにジャイ
ロのみを使用して本体角度を計測する場合には、ジャイ
ロのゼロ点のドリフトにより、静止時にも静止位置で、
位置を変えずに、姿勢のみが回転する運動、すなわち、
その場旋回するような誤った計測結果が生じる。従っ
て、走行開始後は、本体の計測位置も実際とは大幅にず
れてくる。図19(a)、(b)において、実線131
はビークル130の実際の位置、破線132はビークル
130の計測の位置を示している。However, when the body angle is measured using only the gyro as shown in FIG. 19A, the drift of the gyro at the zero point causes the gyro to remain in the stationary position even when stationary.
A motion in which only the posture rotates without changing the position, that is,
An erroneous measurement result such as turning in place is generated. Therefore, after the start of traveling, the measurement position of the main body is greatly shifted from the actual position. In FIGS. 19A and 19B, a solid line 131
Indicates the actual position of the vehicle 130, and the broken line 132 indicates the measurement position of the vehicle 130.
【0006】また、その他、図20に示すように走行エ
リアに連続的に敷設された磁気線等の誘導線(軌道)1
51を、ビークル150の前後に設置された磁気センサ
152等により検出して走行する制御方式がある。この
制御方式は、ビークル150の前後部での誘導線151
に対する横ずれから、ビークル150の本体中心の誘導
線151に対する姿勢のずれを検出している。In addition, as shown in FIG. 20, a guide line (track) 1 such as a magnetic line continuously laid in a traveling area.
There is a control system in which the vehicle travels by detecting 51 by a magnetic sensor 152 or the like installed before and after the vehicle 150. This control method includes a guide wire 151 at the front and rear portions of the vehicle 150.
Of the vehicle 150 with respect to the guide line 151 from the center of the main body of the vehicle 150 is detected.
【0007】上記のように誘導線151を検出する方式
では、センサが常に磁気線等の基準を検出できることを
前提としているため、万一、ビークル150が基準より
大きくずれて、センサが誘導線151を検出できない場
合には、ビークル150を一旦停止させて復旧せざるを
得ない。また、センサが誘導線151を誤検出すると、
基準をずれて検出するため、道路よりはみ出してしまう
可能性がある。例えば白線をカメラで検出する場合は、
雨、泥により白線が汚れた場合、基準通りに走行できな
くなる。[0007] The method of detecting the guide wire 151 as described above is based on the premise that the sensor can always detect the reference such as a magnetic line or the like. If is not detected, the vehicle 150 must be temporarily stopped to recover. Also, if the sensor erroneously detects the guide wire 151,
Since the detection is performed with the reference deviated, there is a possibility that the vehicle runs off the road. For example, when detecting white lines with a camera,
If the white line becomes dirty with rain or mud, it will not be able to run as standard.
【0008】また、図21に示す従来の無軌道式クレー
ンの誘導方式では、離散的に設置された走行基準点(磁
性体マーク)157に沿って走行するが、無軌道クレー
ン158の位置を求めるのに、 走行基準点間の走行時は、走行方向角速度測定装置、
走行速度測定装置(センサ情報の積算方式)により求め
た計測位置を使用し、 走行基準点の真上では、磁気センサにより求めた計測
位置を使用し、 走行基準点を通過する度に、積算方式の誤差(軌道か
らのズレ量)をリセットする。In the conventional guide method of a trackless crane shown in FIG. 21, the vehicle travels along a traveling reference point (magnetic mark) 157 which is discretely installed. When traveling between the traveling reference points, the traveling direction angular velocity measuring device,
The measurement position obtained by the traveling speed measurement device (sensor information integration method) is used. Above the traveling reference point, the measurement position obtained by the magnetic sensor is used. Each time the vehicle passes the traveling reference point, the integration method is used. (Error amount from orbit) is reset.
【0009】すなわち、従来の無軌道式クレーンの誘導
方式では、 図21に示すように、無軌道クレーン158の両側に
設置した走行基準点検出装置171により、無軌道クレ
ーン158の走行方向に離散的に設置された走行基準点
157を検出して、無軌道クレーン158の軌道からの
ズレ量、すなわちa−a′間のずれ量を1次元的に検出
し、 図22に示した走行軌道修正装置170で、無軌道ク
レーン158が走行基準点157の間を走行中は、走行
速度測定装置172と走行方向角速度検出装置174を
使って、軌道からのずれ量L(i)を計算し、 ずれ量L(i)の情報を軌道制御装置178に入力す
る。In other words, in the conventional trackless crane guidance system, as shown in FIG. 21, the traveling reference point detecting devices 171 installed on both sides of the trackless crane 158 are discretely installed in the traveling direction of the trackless crane 158. The travel reference point 157 is detected, and the deviation amount from the track of the trackless crane 158, that is, the shift amount between aa ′ is one-dimensionally detected. The travel path correction device 170 shown in FIG. While the crane 158 is traveling between the traveling reference points 157, the deviation L (i) from the track is calculated using the traveling speed measuring device 172 and the traveling direction angular velocity detecting device 174, and the deviation L (i) is calculated. The information is input to the trajectory control device 178.
【0010】軌道制御装置178は、軌道修正信号を
走行電動機制御装置179へ出力し、走行電動機180
a、180bの界磁を制御することにより、走行軌道を
修正する。The trajectory control device 178 outputs a trajectory correction signal to the traction motor control device 179, and the traction motor 180
The traveling trajectory is corrected by controlling the field of a and 180b.
【0011】上記図21において、160はクレーン軌
跡、161はクレーンの計測位置、162はクレーン運
動方向の不連続的変化、163は不連続な計測位置変化
を示している。In FIG. 21, reference numeral 160 denotes a crane trajectory, 161 denotes a measurement position of the crane, 162 denotes a discontinuous change in the crane movement direction, and 163 denotes a discontinuous change in the measurement position.
【0012】上記図22において、走行軌道修正装置1
70は、走行基準点検出装置171、走行速度測定装置
172、走行方向角速度検出装置174、タイマ17
5、積分器176、177、軌道制御装置178からな
り、走行に応じて軌道修正信号を走行電動機制御装置1
79へ出力する。この走行電動機制御装置179は、走
行軌道修正装置170から送られてくる軌道修正信号に
より走行電動機180a、180bを駆動制御する。[0012] In FIG.
70 is a traveling reference point detecting device 171, a traveling speed measuring device 172, a traveling direction angular velocity detecting device 174, a timer 17
5, the integrators 176 and 177, and the trajectory control device 178.
Output to 79. The traveling motor control device 179 controls the driving of the traveling motors 180a and 180b based on the trajectory correction signal sent from the traveling trajectory correction device 170.
【0013】しかし、従来の無軌道式クレーンの誘導方
式には、次のような問題がある。However, the conventional method of guiding a trackless crane has the following problems.
【0014】(1)走行基準点検出装置171により走
行基準点157を検出すると、計測位置を積算方式によ
り求めた位置から、磁気センサにより求めた位置に切替
えて求めるため、図21に符号163で示すように計測
位置が不連続的に変化することが起き得る。そのため、
クレーン本体の中心の基準からのずれを修正する際、図
21に符号162で示すようにクレーン本体の修正運動
が滑らかにできないことが起こり得る。(1) When the traveling reference point detection unit 171 detects the traveling reference point 157, the measured position is switched from the position obtained by the integration method to the position obtained by the magnetic sensor. As shown, the measurement position may change discontinuously. for that reason,
When correcting the deviation of the center of the crane main body from the reference, it may happen that the correcting motion of the crane main body cannot be performed smoothly as indicated by reference numeral 162 in FIG.
【0015】(2)また、走行基準点での横ズレを瞬間
的にしかリセットできないため、基準点間での直進走行
精度は悪い。(2) Further, since the lateral displacement at the reference point can be reset only instantaneously, the straight traveling accuracy between the reference points is poor.
【0016】次に上記磁気方式を製鉄ヤードでの無人搬
送車の誘導制御に実施した場合の従来例について図23
を参照して説明する。従来の上記磁気方式を製鉄ヤード
での無人搬送車の誘導制御システムは、図23に示すよ
うに、製鉄ヤード200内の走行エリアに磁気線等の誘
導線201を連続的に敷設し、製鉄コイルが保管されて
いる倉庫202から船203までの間を誘導線201に
沿って無人搬送車204を走行させるシステムを採用し
ている。無人搬送車204は、倉庫202に保管されて
いる製鉄コイル205を積載し、磁気センサにより誘導
線201を検出しながら船203の所まで走行する。こ
こで無人搬送車204上の製鉄コイル205は、クレー
ン206により船203に積み込まれる。FIG. 23 shows a conventional example in which the above-described magnetic system is applied to guidance control of an automatic guided vehicle in an iron making yard.
This will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 23, a conventional guidance control system for an automatic guided vehicle in a steel yard using the above-described magnetic method is to continuously lay a guide line 201 such as a magnetic wire in a traveling area in a steel yard 200, A system is adopted in which an automatic guided vehicle 204 travels along a guide line 201 between a warehouse 202 in which is stored and a ship 203. The automatic guided vehicle 204 carries the steel coil 205 stored in the warehouse 202 and travels to the ship 203 while detecting the guide wire 201 by the magnetic sensor. Here, the iron making coil 205 on the automatic guided vehicle 204 is loaded on the ship 203 by the crane 206.
【0017】図24は、従来の港湾ヤードにおける無人
搬送車の誘導制御システムの例について示したものであ
る。この場合の無人搬送車の走行システムは、船211
からコンテナクレーン212により、コンテナ213を
無人搬送車214に荷卸しする場合において、コンテナ
ヤード(港湾ヤード)210内で例えば2mピッチに縦
横に離散的に設置されたトランスポンダ215(絶対番
地情報をもつ電子機器)により、無人搬送車はヤード内
での自己位置を検出しながら走行するシステムを採用し
ている。なお、216はガントリクレーンで、無人搬送
車214によりコンテナヤード210まで搬送されたコ
ンテナ213を無人搬送車214から卸し、コンテナヤ
ード210内に多段積みして保管する。FIG. 24 shows an example of a conventional guidance control system for an automatic guided vehicle in a port yard. The traveling system of the automatic guided vehicle in this case is a ship 211
When the container 213 is unloaded to the automatic guided vehicle 214 by the container crane 212, a transponder 215 (for example, an electronic device having absolute address information) which is discretely installed in a container yard (port yard) 210 at a pitch of 2 m vertically and horizontally, for example. Equipment), the automatic guided vehicle adopts a system that travels while detecting its own position in the yard. Reference numeral 216 denotes a gantry crane, which unloads the containers 213 transported to the container yard 210 by the automatic guided vehicle 214 from the automated guided vehicle 214, and stores the containers 213 in the container yard 210 in multiple stages.
【0018】ここで絶対番地情報とは、ヤード内に碁盤
の目状に敷設された個々のトランスポンダがヤード内の
どの位置にあるかを示す情報であり、個々のトランスポ
ンダのヤード内の基準位置に対する2次元的座標(x,
y座標)を示す情報をいう。Here, the absolute address information is information indicating which position in the yard the individual transponders laid in a grid pattern in the yard are located, with respect to the reference position of the individual transponder in the yard. Two-dimensional coordinates (x,
(y coordinate).
【0019】[0019]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の連
続誘導線による誘導方式では、センサが常に磁気線等の
基準を検出できることを前提としているため、万一、無
人搬送車が基準より大きくずれて、センサが誘導線を検
出できない場合には、無人搬送車を一旦停止させて復旧
せざるを得ない。また、センサが誘導線を誤検出する
と、基準をずれて検出するため、道路よりはみ出してし
まう可能性がある。However, the conventional guiding method using a continuous guiding line is based on the premise that the sensor can always detect a reference such as a magnetic line. If the sensor cannot detect the guide line, the automatic guided vehicle must be temporarily stopped and restored. Also, if the sensor erroneously detects a guide line, the sensor may detect the guide line with a deviation from the reference, and may run off the road.
【0020】また、トランスポンダによる誘導方式で
は、敷設コストが非常に高くなるという問題がある。In addition, the transponder guidance method has a problem that the installation cost is extremely high.
【0021】更に、従来の無人搬送車の走行制御システ
ムでは、進路前方を遮る物体、例えば船からクレーンに
より荷積み、荷卸し作業をしている他の無人搬送車があ
る場合には、該当物体が移動するまで、停止して待ち状
態になり、ルートを変更して追い越すことができず、無
人搬送車の運用効率が低下するという問題がある。Further, in the conventional traveling control system for an automatic guided vehicle, if there is an object that blocks the front of the course, for example, if another automatic guided vehicle is loading and unloading from a ship by a crane, the object Until the vehicle moves, it stops and enters a waiting state, so that it is not possible to change the route and overtake it, and there is a problem that the operation efficiency of the automatic guided vehicle is reduced.
【0022】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、無人搬送車の走行制御を確実に行ない得る
と共に、進路前方を遮る物体がある場合には、ルートを
変更して追い越すことができ、運用効率を向上し得る無
人搬送車の走行制御システムを提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can surely control the traveling of an automatic guided vehicle and, when there is an object obstructing the front of the course, change the route and overtake. It is an object of the present invention to provide a traveling control system for an automatic guided vehicle, which can improve operation efficiency.
【0023】[0023]
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段】(第1の手段) 本発明に係る無人搬送車の走行制御システムは、予め走
行軌道に沿って離散的に設置されたマークを検出するセ
ンサを備え、上位系から与えられる軌道・指令速度に従
って自律走行する無人搬送車と、前記無人搬送車に設け
られ、走行の障害となる前方の物体の有無を判別する物
体検出用センサと、前記物体検出用センサにより物体が
検出されない状態では前記上位系からの軌道・指令速度
に従って走行を制御する第1の走行制御手段と、前記物
体検出用センサから物体有りの検出信号が出力される
と、予め記憶している物体の位置とサイズを示す地図デ
ータと照合して前記検出された物体が既知であるか否か
を判定する判定手段と、前記判定手段により物体が既知
であると判定された場合に、前記地図データから求めた
物体の位置とサイズに基づいて指令速度を減速すると共
に前記物体を回避するための回避軌道を生成する第2の
走行制御手段と、前記判定手段により物体が未知である
と判定された場合に走行を停止する第3の走行制御手段
と、前記物体検出用センサの判別結果が不明確の場合に
は、軌道はそのままで指令速度を減速する第4の走行制
御手段とを具備したことを特徴とする。( First Means ) A traveling control system for an automatic guided vehicle according to the present invention includes a sensor for detecting a mark which is discretely set in advance along a traveling track, and a host system. An unmanned guided vehicle that autonomously travels according to the trajectory and command speed given by the vehicle, an object detection sensor provided in the unmanned guided vehicle to determine the presence or absence of a forward object that interferes with travel, and an object detected by the object detection sensor. object but a first traveling control means for controlling the travel along the track, the command speed from the host system is in a state not detected, the detection signal of the presence object from the object detection sensor is output, stored in advance A determination unit that determines whether the detected object is known by comparing it with map data indicating the position and size of the object, and when the determination unit determines that the object is known, Determined from the map data
Second travel control means for reducing the command speed based on the position and size of the object and generating an avoidance trajectory for avoiding the object, and traveling when the determination means determines that the object is unknown. The third traveling control means for stopping the vehicle, and when the determination result of the object detection sensor is unclear,
And a fourth travel control means for reducing the command speed while keeping the track unchanged.
【0025】(第2の手段) 本発明に係る無人搬送車の本軌道上の物体追抜き用回避
軌道の生成方法は、無人搬送車の前方に存在する物体を
追い抜くための回避軌道の生成方法において、 (A)前方に物体が存在しないときの無人搬送車の中心
Cと、前方に存在する物体の中心Oを結ぶ方向を本軌道
とし、前記物体の中心Oを原点とする本軌道の方向をx
軸、x軸に対して直交する方向をy軸とするとき、下記
式(a)で表される点を回避軌道回避点P3 (x3 、y
3 )とし、 x3 =0, y3 =±W=±(WB /2+△W) ・・・式(a) ここで、 Wは座標原点Oと回避点回避点P3 の距離 WB は物体の幅 △Wは横方向回避距離 (B)下記式(b)で表される点を本軌道から分岐する
回避軌道開始点P1 (x1 、y1 )とし、 x1 =−(LB /2+△L) y1 =0 ・・・式(b) ここで、 LB は物体の長さ △Lは縦方向回避距離(回避軌道開始点P1 から物体ま
での距離) (C)下記式(c)で表される点を回避軌道直進部開始
点P2 (x2 、y2 )とし、 x2 =−(LB /
2+L1 ) y2 =±W=±(WB /2+△W) ・・・式(c) ここで、 LB は物体の長さ L1 は回避軌道直進部開始点から物体の端までの本軌道
方向成分 Wは座標原点Oと回避点回避点P3 の距離 (D)下記式(d)で表される点を回避軌道直進部終了
点P4 (x4 、y4 )とし、 x4 =+(LB /2+L1 ) y4 =±W=±(WB /2+△W) ・・・式(d) (E)下記式(e)で表される点を本軌道への復帰する
回避軌道終了点P5 (x5 、y5 )とし、 x5 =+(LB /2+△L) y5 =0 ・・・式(e) (F)前記回避軌道直進部開始点P2 と回避軌道回避点
P3 と回避軌道直進部終了点P4 の間は直線で結び、前
記回避軌道開始点P1 と回避軌道直進部開始点P2 の
間、および回避軌道直進部終了点P4 と本軌道への復帰
点P5 の間は、滑らかな曲線で補間し、前記回避軌道開
始点P1 から本軌道への復帰点P5 に到る間にある物体
を追い抜くことができることを特徴とする。( Second Means ) The method for generating an avoidance trajectory for pursuing an object on the main track of an automatic guided vehicle according to the present invention is a method for generating an avoidance trajectory for overtaking an object existing ahead of the automatic guided vehicle. (A) The direction connecting the center C of the automatic guided vehicle when there is no object ahead and the center O of the object existing ahead is defined as the main track, and the direction of the main track having the center O of the object as the origin is defined as x
When the direction orthogonal to the axis and the x axis is the y axis, the point represented by the following equation (a) is defined as the avoidance trajectory avoidance point P 3 (x 3 , y
3) and then, x 3 = 0, y 3 = ± W = ± (W B / 2 + △ W) ··· formula (a) where, W is the distance of the coordinate origin O and avoidance point avoidance point P 3 W B Is the width of the object. ΔW is the lateral avoidance distance. (B) The avoidance trajectory starting point P 1 (x 1 , y 1 ) branching from the main trajectory at the point represented by the following equation (b), and x 1 = − ( L B / 2 + △ L) y 1 = 0 ··· formula (b) where, L the distance B is the length △ L of the object from the longitudinal avoidable distance (avoidance trajectory start point P 1 to the object) (C ) The point represented by the following formula (c) is defined as the starting point P 2 (x 2 , y 2 ) of the straight section of the avoidance trajectory, and x 2 = − (L B /
2 + L 1 ) y 2 = ± W = ± (W B / 2 + ΔW) (Equation (c)) where LB is the length of the object, and L 1 is the distance from the starting point of the straight section of the avoidance trajectory to the end of the object. this track direction component W is the coordinate origin O and the distance of avoidance point avoidance point P 3 (D) the following formula (d) avoid the point represented by the track straight section end point P 4 (x 4, y 4 ), x 4 = + (L B / 2 + L 1) y 4 = ± W = ± (W B / 2 + △ W) ··· formula (d) (E) the points represented by the following formula (e) to the track and avoid returning trajectory end point P 5 (x 5, y 5 ), x 5 = + (L B / 2 + △ L) y 5 = 0 ··· formula (e) (F) the avoidance path straight portion starting point between P 2 and avoidance path around point P 3 and avoidance path straight section end point P 4 is connected by a straight line, between the avoidance trajectory start point P 1 and the avoidance path straight portion starting point P 2, and avoidance path straight portion terminates Between the point P 4 and the return point P 5 During interpolates a smooth curve, characterized in that it is possible to overtake objects in between extending from the avoidance path start point P 1 to the return point P 5 to the track.
【0026】(第3の手段) 本発明に係る無人搬送車の本軌道上の物体追抜き用回避
軌道の生成方法は、第2の手段において (A)前記横方向回避距離△Wは、下記式(f)により
算出し、 △W=WAGV /2+WAGV ×N ・・・式(f) ここで、 WAGV は無人搬送車の幅 Nは無人搬送車の回避係数 (B)前記縦方向回避距離△Lは、下記式(g)により
算出することを特徴とする。( Third Means ) According to the present invention, there is provided a method for generating an avoidance trajectory for overtaking an object on a main track of an automatic guided vehicle according to the second means . (A) The lateral avoidance distance ΔW is given by the following equation: Calculated by (f), ΔW = W AGV / 2 + W AGV × N (Equation (f)) where W AGV is the width of the automatic guided vehicle N is the avoidance factor of the automatic guided vehicle (B) The longitudinal avoidance The distance ΔL is calculated by the following equation (g).
【0027】 △L=L1 +L2 ・・・式(g) 但し、 L1 =WAGV /2+Lstop×kstop+LMAP ×kMAP ・・式(h) L2 =1.5(WB /2+△W) ・・・式(i) ここで、 L1 は回避軌道直進部開始点から物体の端までの本軌道
方向成分 L2 は回避軌道の旋回軌道部分の本軌道方向成分 WAGV は無人搬送車の幅 Lstopは制動距離 kstopはLstopのマージン LMAP は地図上の物***置誤差 kMAP はLMAP のマージン WB は物体の幅 △Wは横方向回避距離 なお、前記記載の用語の意味は次の通りである。ΔL = L 1 + L 2 Equation (g) where L 1 = W AGV / 2 + L stop × k stop + L MAP × k MAP Equation (h) L 2 = 1.5 (W B / 2 + △ W) Expression (i) Here, L 1 is the main trajectory direction component from the start point of the avoidance trajectory straight part to the end of the object L 2 is the main trajectory direction component of the turning trajectory portion of the avoidance trajectory W AGV Is the width of the automatic guided vehicle L stop is the braking distance k stop is the margin of L stop L MAP is the object position error on the map k MAP is the margin of L MAP W B is the width of the object △ W is the lateral avoidance distance The meanings of the described terms are as follows.
【0028】本軌道とは、予め作られた無人搬送車の進
む軌道をいい、図5の例では、x軸が本軌道になる。無
人搬送車等の進行を妨げる物体がないときには、無人搬
送車は本軌道上を進むことになる。The main trajectory refers to the trajectory of the previously formed automatic guided vehicle, and in the example of FIG. 5, the x-axis is the main trajectory. When there is no object obstructing the progress of the automatic guided vehicle, the automatic guided vehicle travels on the main track.
【0029】回避軌道とは、進路前方に無人搬送車等の
進行を妨げる物体がある場合に、前記物体の付近におい
て作成する該当物体との干渉を避けるための軌道をい
う。図5の例では、回避軌道の開始点(本軌道からの分
岐点)P1 から、回避軌道直進部の開始点P2 と、回避
軌道回避点P3 と、回避軌道直進部の終了点P4 を経由
して、回避軌道の終了点(本軌道への復帰点)P5 に到
る軌道が回避軌道になる。The avoidance trajectory refers to a trajectory for avoiding interference with a target object created near the object when there is an object that hinders the advance of an automatic guided vehicle or the like ahead of the course. In the example of FIG. 5, the P 1 (branch point from the orbital) starting point of the avoidance route, the starting point P 2 of the avoidance path straight portion, and the avoidance path around point P 3, the end point of the avoidance route straight portion P 4 via the end point trajectory leading to P 5 (return point to the trajectory) of the avoidance path is avoidance route.
【0030】無人搬送車は、無人搬送車等の進行を妨げ
る物体の付近では、回避軌道の開始点P1 から回避軌道
を進むが、進行を妨げる物体の付近を通過すれば、回避
軌道の終了点P5 において本軌道に戻って本軌道上を進
むことになる。The automatic guided vehicle travels on the avoidance trajectory from the starting point P 1 of the avoidance trajectory near an object that obstructs the traveling of the automatic guided vehicle or the like. It will proceed to the orbit back to the track at point P 5.
【0031】制動距離とは、ブレーキをかけてから、無
人搬送車が停止するまでの距離をいう。制動距離は無人
搬送車速度(無人搬送車速度)Vが大きくなるほど大き
くなる。The braking distance is the distance from when the brake is applied to when the automatic guided vehicle stops. The braking distance increases as the unmanned transport vehicle speed (unmanned transport vehicle speed) V increases.
【0032】旋回軌道部とは、無人搬送車の旋回に必要
な軌道部分をいう。従って、次のように作用する。 (1)本軌道上に物体がある場合に物体と干渉が無い回
避軌道を生成し、 (2)物体と干渉無きよう、無人搬送車の幅WAGV のN
倍の回避係数を持った軌道を作る。回避係数Nは、物体
の設置位置精度、無人搬送車の移動精度より決める。The turning track portion is a track portion necessary for turning the automatic guided vehicle. Therefore, it operates as follows. (1) Generate an avoidance trajectory that does not interfere with the object when there is an object on the main trajectory; (2) N of the width W AGV of the automatic guided vehicle so that there is no interference with the object
Create a trajectory with twice the avoidance factor. The avoidance coefficient N is determined based on the installation position accuracy of the object and the movement accuracy of the automatic guided vehicle.
【0033】(3)無人搬送車の速度に応じて、速度が
大きいほどより手前で回避軌道を生成するため安全側に
働く。 (4)P1 とP2 の間、P4 とP5 の間は位置と方向が
連続的であるような曲線軌道を作るため(図5)、無人
搬送車が回避軌道に沿って移動しても、滑らかに方向転
換を行なうことができる。(3) In accordance with the speed of the automatic guided vehicle, the higher the speed, the safer the side to generate the avoidance trajectory. (4) In order to form curved trajectories between P 1 and P 2 and between P 4 and P 5 , the position and direction are continuous (FIG. 5), the automatic guided vehicle moves along the avoidance trajectory. However, the direction can be smoothly changed.
【0034】(第4の手段) 本発明は、予め走行軌道に沿って離散的に設置されたマ
ーク及び走行の障害となる物体をセンサにより検出して
無人搬送車の走行を制御する無人搬送車の走行制御シス
テムにおいて、前記センサを長距離センサ、中距離セン
サ、短距離センサに階層化すると共に、各センサの検出
結果に応じた指令速度を生成する制御系を長距離レベ
ル、中距離レベル、短距離レベルに階層化し、前記長距
離レベルでは長距離センサの計測結果に基づいて軌道に
沿う指令速度を生成し、中距離レベルでは中距離センサ
の計測結果に基づいてマークに引き付けられる速度と走
行の障害となる物体に反発する速度を合成して指令速度
を生成し、短距離レベルでは短距離センサの計測結果に
基づいてマークからのずれと姿勢のずれを修正する指令
速度を生成し、前記各レベルでの指令速度を重畳して最
終的な指令速度を生成することを特徴とする。( Fourth Means ) The present invention relates to an automatic guided vehicle which controls the traveling of an automatic guided vehicle by detecting, by a sensor, a mark which is discretely set in advance along a traveling path and an object which is an obstacle to traveling. In the travel control system, the sensors are hierarchized into a long-distance sensor, a medium-distance sensor, and a short-distance sensor, and a control system that generates a command speed according to the detection result of each sensor is a long-distance level, a medium-distance level, At the short distance level, the commanded speed along the trajectory is generated at the long distance level based on the measurement result of the long distance sensor, and at the medium distance level, the speed and running speed attracted to the mark based on the measurement result of the medium distance sensor The command speed is generated by synthesizing the speed that repels the object that interferes with the target, and at the short distance level, the deviation from the mark and the deviation of the posture are corrected based on the measurement result of the short distance sensor And a command speed at each level is superimposed to generate a final command speed.
【0035】(第5の手段) 本発明は、予め走行軌道に沿って離散的に設置されたマ
ーク及び走行の障害となる物体をセンサにより検出して
無人搬送車の走行を制御する無人搬送車の走行制御シス
テムにおいて、前記センサを長距離センサ、中距離セン
サ、短距離センサに階層化すると共に、各センサの検出
結果を物体の有無に応じて、物体無し、物体有り、物体
有無不明に分け、前記センサの計測結果が物体無しであ
れば現状のまま走行し、計測結果が物体有りであれば減
速して軌道変更し、計測結果が物体有無不明であれば減
速するように走行制御することを特徴とする。( Fifth Means ) The present invention is directed to an automatic guided vehicle for controlling the traveling of an automatic guided vehicle by detecting, by a sensor, marks which are discretely set in advance along a traveling trajectory and objects which are obstacles to traveling. In the traveling control system, the sensors are hierarchized into a long-distance sensor, a medium-distance sensor, and a short-distance sensor, and the detection result of each sensor is divided into the absence of an object, the presence of an object, and the presence or absence of an object according to the presence or absence of an object. If the measurement result of the sensor has no object, the vehicle travels as it is, if the measurement result has an object, decelerates to change the trajectory, and if the measurement result is unknown, the traveling control is performed to decelerate. It is characterized by.
【0036】(第6の手段) 本発明は、無人搬送車の走行制御システムにおいて、予
め走行軌道に沿って離散的に設置されたマークを検出す
るセンサを備え、上位系から与えられる軌道・指令速度
に従って自律走行する無人搬送車と、前記無人搬送車に
設けられ、長距離の前方位置における物体の有無を判別
する長距離センサと、前記無人搬送車から中距離の前方
位置における物体の有無及び前記軌道上のマークを検出
する中距離センサと、前記無人搬送車から短距離の前方
位置における物体の有無及び前記軌道上のマークを検出
する短距離センサと、前記長距離センサにより物体が検
出されない場合は軌道に追従する指令速度を生成し、物
体が検出された場合は前記物体を回避する回避軌道を生
成し、物体の有無を判別できない場合は軌道はそのまま
で速度を減速する長距離レベル制御手段と、前記中距離
センサにより物体が検出されない場合はマークの検出に
よってマークに引き付けられる指令速度を生成し、物体
が検出された場合は物体に反発する指令速度を生成し、
物体の有無を判別できない場合は速度を減速する中距離
レベル制御手段と、前記短距離センサにより物体が検出
されない場合はマークの検出によって軌道・速度の微修
正を行なう指令速度を生成し、物体が検出された場合は
物体に衝突しないで停止できるか否かを判別し、衝突し
ないで停止できる状態であれば緊急停止する指令速度を
生成し、衝突する可能性がある場合は安全側に回避して
停止する指令速度を生成する短距離レベル制御手段と、
前記長距離レベル制御手段と中距離レベル制御手段及び
短距離レベル制御手段から出力される指令速度に重み係
数を付けて合成し、最終的な指令速度を生成する制御手
段とを具備したことを特徴とする。( Sixth Means ) The present invention relates to a traveling control system for an automatic guided vehicle, which includes a sensor for detecting a mark which is discretely set in advance along a traveling trajectory. An automatic guided vehicle that travels autonomously according to the speed, a long distance sensor provided in the automatic guided vehicle and determines the presence or absence of an object at a long forward position, the presence or absence of an object at a middle forward position from the automatic guided vehicle, and An intermediate distance sensor that detects the mark on the track, a short distance sensor that detects the presence or absence of an object at a position short in front of the automatic guided vehicle and a mark on the track, and no object is detected by the long distance sensor In this case, a command speed that follows the trajectory is generated, and when an object is detected, an avoidance trajectory that avoids the object is generated. Generates a command speed that is attracted to the mark by detecting the mark if the object is not detected by the long-distance level control means that reduces the speed as it is, and repels the object if the object is detected Generate command speed,
When the presence or absence of an object cannot be determined, a medium distance level control means for reducing the speed, and when the object is not detected by the short-range sensor, a command speed for fine correction of the trajectory / speed by detecting a mark is generated. If it is detected, it determines whether or not it can be stopped without colliding with the object.If it can be stopped without colliding, it generates an emergency stop command speed.If there is a possibility of collision, avoid it on the safe side. Short-range level control means for generating a command speed to stop
Control means for adding a weighting factor to the command speeds output from the long distance level control means, the middle distance level control means and the short distance level control means and combining them to generate a final command speed. And
【0037】(第7の手段) 本発明は、予め走行軌道に沿って離散的に設置されたマ
ークをセンサにより検出して無人搬送車の走行を制御す
る無人搬送車の走行制御システムにおいて、前記離散的
に設置されたマークにより2次元位置を検出するマーク
センサと、車輪角速度を検出する車輪エンコーダと、操
舵軸角度を検出する操舵エンコーダと、搬送車本体の旋
回角速度検出するジャイロとを備え、前記マークセン
サ、車輪エンコーダ、操舵エンコーダ及びジャイロの各
検出情報を融合して走行位置を連続的に求めて走行を制
御すると共に、前記マーク間の走行時はマークセンサ情
報より車輪エンコーダ、操舵エンコーダ及びジャイロ情
報の重み係数を大きくし、マークセンサがマークに接近
するに従ってマークセンサ情報の重み係数を車輪エンコ
ーダ、操舵エンコーダ及びジャイロ情報の重み係数より
順次大きくすることを特徴とする。( Seventh Means ) The present invention relates to a travel control system for an automatic guided vehicle, which controls the travel of the automatic guided vehicle by detecting, by a sensor, marks discretely set in advance along a travel path. A mark sensor that detects a two-dimensional position by a discretely installed mark, a wheel encoder that detects a wheel angular velocity, a steering encoder that detects a steering shaft angle, and a gyro that detects a turning angular velocity of the carrier body, The mark sensor, the wheel encoder, the steering encoder and the gyro are combined to control the traveling by continuously obtaining the traveling position to control the traveling.When traveling between the marks, the wheel encoder, the steering encoder and the Increase the weight coefficient of the gyro information and increase the weight coefficient of the mark sensor information as the mark sensor approaches the mark. It is characterized in that the wheel encoder, the steering encoder, and the weight coefficient of the gyro information are sequentially increased.
【0038】(第8の手段) 本発明は、無人搬送車の自律走行に用いるためのセンサ
情報を融合する方法において、 (A)無人搬送車の自律走行に用いる第i番目のセンサ
の重み係数をKi (i=1〜n)とし、第i番目のセン
サから求めたビークル本体の計測位置・姿勢をSi =
(xi 、yi 、θi )とするとき、全てのセンサを自在
に組み合わせると共に、第iセンサが得意とする使用状
況(ビークル本体の速度Vまたは角速度Ωの大きい状
況)では、第iセンサの重み係数Ki を大きくするため
に、重み係数演算部により、 ビークル本体の速度Vに比例して重み係数Ki を線形的
に変え、 ビークル本体の角速度Ωに比例して重み係数Ki を線形
的に変え、 (B)ビークル本体の位置・姿勢Sを式(j)に基づ
き、ビークル本体の計測装置・姿勢演算部により、 S=(k1 S1 +・・・・+kn Sn )/(k1 +・・・・+kn ) ・・・式(j) 求めることを特徴とする。( Eighth Means ) According to the present invention, there is provided a method for fusing sensor information used for autonomous traveling of an automatic guided vehicle, comprising: (A) a weighting coefficient of an i-th sensor used for autonomous traveling of an automated guided vehicle. Is K i (i = 1 to n), and the measured position / posture of the vehicle body obtained from the i-th sensor is S i =
When (x i , y i , θ i ), all the sensors are freely combined, and in the usage situation where the i-th sensor is good (the situation where the speed V of the vehicle body or the angular velocity Ω is large), the i-th sensor In order to increase the weight coefficient K i of the vehicle, the weight coefficient calculation unit linearly changes the weight coefficient K i in proportion to the speed V of the vehicle body, and changes the weight coefficient K i in proportion to the angular velocity Ω of the vehicle body. linearly changed, (B) based on the position and orientation S of the vehicle body in the formula (j), the measuring device and attitude calculation unit of the vehicle body, S = (k 1 S 1 + ···· + k n S n ) / and obtaining (k 1 + ···· + k n ) ··· formula (j).
【0039】(第9の手段) 本発明に係る無人搬送車の自律走行用センサ情報融合方
法は、第8の手段において、前記第i番目のセンサから
求めたビークル本体の計測位置・姿勢をSi =(xi 、
yi 、zi 、θi )として全てのセンサを自在に組み合
わせることを特徴とする。( Ninth Means ) According to the sensor information fusion method for an autonomous guided vehicle of an automatic guided vehicle according to the present invention, in the eighth means , the measured position / posture of the vehicle body obtained from the i-th sensor is determined by S i = (x i ,
y i , z i , θ i ) are characterized by freely combining all sensors.
【0040】(第10の手段) 本発明は、係る無人搬送車の自律走行に用いるためのセ
ンサ情報を融合する方法において、 (A)ジャイロの重み係数KG は、式(k)に基づき、
重み係数演算部により、ビークル本体の速度Vに比例し
て線形的に変えると共に、ビークル本体の角速度Ωに比
例して線形的に変え、 KG =max(V/Vmax,Ω/Ωmax) ・・・式(k) 但し、 max(A、B)はAとBのうちの最大値 Vmaxはビークル本体の最大速度 Ωmaxはビークル本体の最大角速度 (B)車輪エンコーダの重み係数KE は,式(l)に基
づき、重み係数演算部により、ビークル本体の速度Vま
たは角速度Ωに応じて変え、 KE =1−KG ・・・式(l) (C)ビークル本体の旋回角度θEGは、式(m)に基づ
き、旋回角度演算部により、 θEG=KE θE +KG θG ・・・式(m) 但し、 θE は、車輪エンコーダにより求めたビークル本体の旋
回角度計算値 KE は、車輪エンコーダの重み係数 θG は、ジャイロにより求めたビークル本体の旋回角度
計算値 KG は、ジャイロの重み係数 求めることを特徴とする。( Tenth Means ) According to the present invention, there is provided a method of fusing sensor information for use in autonomous traveling of an automatic guided vehicle, wherein (A) a gyro weighting coefficient K G is calculated according to the following equation (k):
The weighting coefficient calculator linearly changes in proportion to the speed V of the vehicle body and linearly changes in proportion to the angular velocity Ω of the vehicle body, and K G = max (V / Vmax, Ω / Ωmax) Equation (k) where max (A, B) is the maximum value of A and B Vmax is the maximum velocity of the vehicle body Ωmax is the maximum angular velocity of the vehicle body (B) The weight coefficient K E of the wheel encoder is represented by the equation ( based on l), the weight-coefficient calculation unit, changed according to the speed V or the angular velocity Ω of the vehicle body, K E = 1-K G ··· formula (l) (C) turning angle theta EG of the vehicle body, Based on Equation (m), the turning angle calculation unit calculates θ EG = K E θ E + K G θ G ... Equation (m) where θ E is the calculated turning angle K of the vehicle body obtained by the wheel encoder. E is the weight coefficient of the wheel encoder θ G is the gy Turning angle calculating values K G of the vehicle body determined by the furnace and obtaining weight coefficients of the gyro.
【0041】(第11の手段) 本発明は、無人搬送車の自律走行方法において、 (A)マークセンサ処理ユニットに、離散的に地面に設
置されたマークの位置を検出するマークセンサからの情
報I205 を入力して、ビークル本体の位置・姿勢P
M (PM x 、PM y 、θM )を求め、 (B)ジャイロ処理ユニットに、ジャイロからのビーク
ル本体の旋回角速度情報I206 を入力して、ビークル本
体の現在の旋回角度θG を求め、 (C)車輪エンコーダ処理ユニットに、車輪エンコーダ
からの各車輪軸の回転数情報I207 を入力して、ビーク
ル本体の現在の旋回角度θE を求め、 (D)操舵エンコーダ処理ユニットに、操舵エンコーダ
からの操舵軸角度情報I208 を入力して、操舵軸角度δ
を検出し、 (E)旋回角度演算部に、前記旋回角度θG およびその
重み係数KG と、前記旋回角度θE およびその重み係数
KE を入力し、式(n)に基づき、ビークル本体の旋回
角度θEGを求め、 θEG=KE θE +KG θG ・・・式(n) (F)無人搬送車位置演算部に、ビークル本体の1サン
プル前位置のx成分PEGX OLDおよびy成分PEG Y OLD
と、車輪半径の平均値Rave と、車輪角速度の平均値ω
ave と、制御周期Tcontと、前記ビークル本体の旋回角
度θEGを入力して、式(o)に基づき、ビークル本体の
現在位置のx成分PEG Xおよびy成分PEGYを求め、 PEG X=PEG X OLD+Rave ・ωave ・Tcont・cosθEG PEG Y=PEG Y OLD+Rave ・ωave ・Tcont・sinθEG ・・・式(o) (G)マークセンサからの情報で求めたビークル本体の
位置・姿勢PM と、ジャイロからの情報および車輪エン
コーダからの情報で求めたビークル本体の位置・姿勢P
EGを、第8の手段に記載の方法により融合することによ
り、ビークル本体の位置・姿勢Sを連続的かつ高精度に
求め、 (H)操舵角度指令生成部から、操舵軸ユニットのコン
トローラに操舵軸角度の制御信号δc を出力することを
特徴とする。( Eleventh means ) According to the present invention, in an autonomous traveling method of an automatic guided vehicle, (A) a mark sensor processing unit includes information from a mark sensor for detecting a position of a mark discretely set on the ground. Enter I 205 to get the position / posture P of the vehicle body
M (PM x , PM y , θ M ) is obtained. (B) The vehicle body turning angular velocity information I 206 from the gyro is input to the gyro processing unit, and the current turning angle θ G of the vehicle body is obtained. (C) Input the rotation speed information I 207 of each wheel shaft from the wheel encoder to the wheel encoder processing unit to obtain the current turning angle θ E of the vehicle body. (D) In the steering encoder processing unit, The steering shaft angle information I 208 is input from the steering encoder, and the steering shaft angle δ
Detects, based on the (E) to the turning angle calculation unit, and inputs the rotation angle theta G and its weighting factor K G, the turning angle theta E and its weight coefficient K E, formula (n), the vehicle body the pivot obtains the angle θ EG, θ EG = K E θ E + K G θ G ··· formula (n) (F) to the AGV position calculating unit, x component P EGX OLD of the previous sample position of the vehicle body And y component P EG Y OLD
, The average value of the wheel radius R ave, and the average value of the wheel angular velocity ω
and ave, the control period T cont, enter the turning angle theta EG of the vehicle body, based on the equation (o), determine the x component P EG X and y components P EGY of the current position of the vehicle body, P EG X = P EG X OLD + R ave · ω ave · T cont · cos θ EG P EG Y = P EG Y OLD + R ave · ω ave · T cont · sin θ EG Equation (o) (G) from mark sensor the position and orientation P M of the vehicle body determined by the information, position and orientation P of the vehicle body determined by the information from the information and the wheel encoder from the gyro
The position and posture S of the vehicle body are continuously and accurately obtained by fusing the EG with the method described in the eighth means . (H) The steering angle command generation unit steers to the controller of the steering shaft unit. and outputs a control signal [delta] c axis angle.
【0042】(第12の手段) 本発明に係る無人搬送車の自律走行方法は、第11の手
段において、 (A)ジャイロ処理ユニットに、ジャイロにより求めた
ビークル本体の1サンプル前の角度計算値θG OLD と、
制御周期Tcontと、ジャイロにより求めたビークル本体
の旋回角速度の現在値ΩG を入力し、式(p)に基づ
き、ジャイロによるビークル本体旋回角度の現在値θG
を求め、 θG =θG OLD +Tcont・ΩG ・・・式(p) (B)車輪エンコーダ処理ユニットに、車輪エンコーダ
により求めたビークル本体の1サンプル前の角度計算値
θE OLD と、制御周期Tcontと、車輪半径Rと、右側車
輪の角速度の平均値ωave r と、左側車輪の角速度の平
均値ωave l と、左車輪と右車輪の間隔Wb を入力し、
式(p)に基づき、エンコーダによるビークル本体旋回
角度の現在値θE を求め、 θE =θE OLD +Tcont・R(ωave r −ωave l )/Wb ・・・式(q) (C)ビークル本体の旋回角度θEGは、第10の手段に
記載の方法により、式(m)に基づき、 θEG=KE θE +KG θG ・・・式(m) 求めることを特徴とする。(Twelfth Means ) An autonomous traveling method for an automatic guided vehicle according to the present invention is directed to an eleventh method.
In the stage , (A) the gyro processing unit calculates the angle calculation value θ G OLD of the vehicle body one sample before obtained by the gyro,
The control cycle T cont and the current value Ω G of the turning angular velocity of the vehicle body obtained by the gyro are inputted, and the current value θ G of the turning angle of the vehicle body by the gyro is obtained based on the equation (p).
Θ G = θ G OLD + T cont · Ω G Equation (p) (B) The wheel encoder processing unit calculates the angle calculation value θ E OLD of the vehicle body one sample before obtained by the wheel encoder, enter the control period T cont, and wheel radius R, and the average value omega ave r of the angular velocity of the right wheel, and the average value omega ave l of the angular velocity of the left wheel, the distance W b of the left wheel and the right wheel,
Based on the equation (p), the current value of the vehicle body turning angle θ E by the encoder is obtained, and θ E = θ E OLD + T cont · R (ω ave r −ω ave l ) / W b ... Equation (q) (C) The turning angle θ EG of the vehicle body is determined by the method described in the tenth means , based on equation (m), based on equation (m): θ EG = K E θ E + K G θ G Equation (m) Features.
【0043】[0043]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0044】(第1実施形態)本発明の第1実施形態を
図1〜図5に示す。(First Embodiment) FIGS. 1 to 5 show a first embodiment of the present invention.
【0045】図1は港湾ヤードにおける無人搬送車の走
行制御システムを示す図、図2は無人搬送車の説明図、
図3は走行制御動作を示すフローチャート、図4は回避
軌道生成の処理動作を示すフローチャート、図5は回避
軌道生成例の説明図である。FIG. 1 is a diagram showing a traveling control system of an automatic guided vehicle in a port yard, FIG. 2 is an explanatory diagram of the automatic guided vehicle,
FIG. 3 is a flowchart illustrating a traveling control operation, FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing operation of avoidance trajectory generation, and FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of avoidance trajectory generation.
【0046】図1に示すように、船11からコンテナク
レーン12により、コンテナ13を無人搬送車14に荷
卸しする。無人搬送車14は、例えば10mピッチに敷
設されたマーク15とデッドレコニングにより、自己位
置を検出しながらコンテナヤード(港湾ヤード)10内
での自律走行を行い、荷卸しされたコンテナ13をコン
テナヤード10まで搬送する。As shown in FIG. 1, the container 13 is unloaded from the ship 11 to the automatic guided vehicle 14 by the container crane 12. The unmanned guided vehicle 14 travels autonomously in the container yard (port yard) 10 while detecting its own position by the marks 15 laid at a pitch of 10 m and dead reckoning, and unloads the unloaded container 13 into the container yard. Conveyed to 10.
【0047】上記デッドレコニングとは、無人搬送車1
4の車輪の回転角センサと、ジャイロなど本体姿勢を計
測するセンサにより、無人搬送車の位置を計算する方法
をいう。The dead reckoning is an automatic guided vehicle 1
4 is a method of calculating the position of the automatic guided vehicle using a wheel rotation angle sensor and a sensor for measuring the attitude of the main body such as a gyro.
【0048】無人搬送車14によりコンテナヤード10
まで搬送した後、例えばタイヤ式の無軌道クレーン(ガ
ントリクレーン)16により荷卸しを行なって空荷にす
る。無軌道クレーン16は、コンテナヤード内にコンテ
ナ13を多段積みして保管する。また、万一、進路前方
に他無人搬送車等、進行を妨げる物体があれば、回避軌
道18(該当物体に干渉しない軌道)を作る。The container yard 10 is controlled by the automatic guided vehicle 14.
After being conveyed, the unloading is performed by, for example, a tireless trackless crane (gantry crane) 16 to make it empty. The trackless crane 16 stores the containers 13 in a multi-tiered manner in a container yard. Also, if there is an object that hinders traveling, such as an unmanned guided vehicle, ahead of the course, an avoidance trajectory 18 (a trajectory that does not interfere with the object) is created.
【0049】無人搬送車14は上記回避軌道18に沿っ
て走行し、前方の物体20を追い抜き、その後は、本軌
道に戻って走行する。The automatic guided vehicle 14 travels along the avoidance track 18, overtakes the object 20 in front, and thereafter returns to the main track to travel.
【0050】図2に無人搬送車14の構成を示す。図2
に示すように、無人搬送車14には、コントローラ・セ
ンサモジュール21と、搬送物としてのコンテナ13を
搭載する。FIG. 2 shows the configuration of the automatic guided vehicle 14. FIG.
As shown in (1), the automatic guided vehicle 14 is equipped with a controller / sensor module 21 and a container 13 as a conveyed object.
【0051】コントローラ・センサモジュール21で
は、長距離(50mレンジ)の物体の有無を検知するセ
ンサと、無人搬送車14を走行させる軌道を計画するコ
ントローラ(図示せず)を搭載している。The controller / sensor module 21 has a sensor for detecting the presence or absence of a long-distance (50 m range) object, and a controller (not shown) for planning a trajectory on which the automatic guided vehicle 14 travels.
【0052】次に図3及び図4に示すフローチャートに
従って走行制御動作を説明する。Next, the running control operation will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
【0053】走行制御ロジックは、次のS1〜S8のス
テップからなる。The traveling control logic includes the following steps S1 to S8.
【0054】(S1):上位系から軌道と指令速度を入
力し、 (S2):センサにより前方長距離(50m程度)位置
における物体の有無を計測する。(S1): The trajectory and command speed are input from the host system. (S2): The presence or absence of an object at a long distance in front (about 50 m) is measured by a sensor.
【0055】(S3):上記S2の計測結果がOK(物
体無し)の場合にはS3に進み、予め定めた軌道を進
む。(S3): When the result of the measurement in S2 is OK (no object), the process proceeds to S3, and proceeds on a predetermined trajectory.
【0056】(S4):S2の計測結果がNG(物体有
り)の場合には、S4に進んで物体の種別を判定する。(S4): When the measurement result of S2 is NG (there is an object), the process proceeds to S4 to determine the type of the object.
【0057】(S5):S4の判定の結果、その物体が
地図データと照合して既知の場合には、物体の位置とサ
イズが分かるので、S5に進んで減速し、 (S6):S6において回避軌道を生成する。(S5): As a result of the determination in S4, if the object is known by collating with the map data, the position and size of the object can be known, so the process proceeds to S5 and decelerates. (S6): In S6 Generate an avoidance trajectory.
【0058】(S7):S4の判定の結果、その物体が
地図データと照合して未知の場合には、S7に進んで停
止する。 前方の距離計測が判らない場合(または不安定な場合)
にはS8に進む。(S7): If the result of determination in S4 is that the object is unknown by comparing it with the map data, the process proceeds to S7 and stops. When the distance measurement in front is not known (or unstable)
Go to S8.
【0059】(S8):S8では、センサ計測結果はG
RAY(物体有無不明)となり、軌道はそのままで指令
速度を減速して出力する。(S8): In S8, the sensor measurement result is G
RAY (object existence unknown), the command speed is reduced while the trajectory is kept unchanged, and output.
【0060】次に、図4に基づいて、上記図3における
回避軌道生成部(S6)の詳細について説明する。回避
軌道生成部(S6)は、S61〜S66のステップから
なる。Next, the details of the avoidance trajectory generator (S6) in FIG. 3 will be described with reference to FIG. The avoidance trajectory generation unit (S6) includes steps S61 to S66.
【0061】(S61):物体の位置Oと幅WB と長さ
LB および無人搬送車14の幅WAGVをコントローラ・
センサモジュール21内のコントローラへ入力し、 (S62):横方向回避距離△Wを式(1)により計算
する。[0061] (S61): Controller width W AGV position of the object O and the width W B and a length L B and the AGV 14
The value is input to the controller in the sensor module 21. (S62): The lateral avoidance distance △ W is calculated by Expression (1).
【0062】 △W =WAGV /2+WAGV ×N ・・・式(1) ここで、 WAGV は無人搬送車の幅 Nは無人搬送車の回避係数(例えば、0.25)であ
る。 ΔW = W AGV / 2 + W AGV × N (1) where W AGV is the width of the automatic guided vehicle and N is the avoidance factor of the automatic guided vehicle (for example, 0.25).
【0063】(S63):縦方向回避距離△Lを、式
(2)〜式(4)により計算する。(S63): The longitudinal avoidance distance ΔL is calculated by the equations (2) to (4).
【0064】 △L=L1 +L2 ・・・式(2) 但し、 L1 =WAGV /2+Lstop×kstop+LMAP ×kMAP ・・・式(3) L2 =1.5(WB /2+△W) ・・・式(4) ここで、 L1 は回避軌道直進部開始点から物体の端までの本軌道
方向成分 L2 は回避軌道の旋回軌道部分の本軌道方向成分 WAGV は無人搬送車の幅 Lstopは制動距離であり、 Lstop=f(V,μ) Vは無人搬送車速度、μは摩擦係数 kstopはLstopのマージン(例えば、2) LMAP は地図上の物***置誤差(例えば、0.5m) kMAP はLMAP のマージン(例えば、1.2) WB は物体の幅 △Wは横方向回避距離である。ΔL = L 1 + L 2 Equation (2) where L 1 = W AGV / 2 + L stop × k stop + L MAP × k MAP Equation (3) L 2 = 1.5 (W B / 2 + ΔW) Equation (4) where L 1 is the main trajectory direction component from the starting point of the avoidance trajectory straight part to the end of the object L 2 is the main trajectory direction component of the turning trajectory portion of the avoidance trajectory W AGV is the width of the automatic guided vehicle L stop is the braking distance, L stop = f (V, μ) V is the automatic guided vehicle speed, μ is the friction coefficient k stop is the margin of L stop (for example, 2) L MAP is object position error (e.g., 0.5 m) on the map k mAP margin of L mAP (e.g., 1.2) W B is the width △ W of the object is laterally avoidable distance.
【0065】無人搬送車速度Vが大きくなるほど、制動
距離Lstopも大きくなるため、縦方向回避距離△Lも大
きくなる。As the speed V of the automatic guided vehicle increases, the braking distance Lstop also increases, so that the longitudinal avoidance distance ΔL also increases.
【0066】(S64):S61〜S63の結果に基づ
き、回避軌道開始点(本軌道からの分岐点)P1 の下記
座標と、 x1 =−(LB /2+△L) y1 =0 ・・・式(5) 回避軌道直進部開始点P2 の下記座標と、 x2 =−(LB /2+L1 ) y2 =+(WB /2+△W)=+W ・・・式(6) 回避軌道回避点P3 の下記座標と、 x3 =0 y3 =+(WB /2+△W)=+W ・・・式(7) 回避軌道直進部終了点P4 の下記座標と、 x4 =+(LB /2+L1 ) y4 =+(WB /2+△W)=+W ・・・式(8) 回避軌道終了点(本軌道への復帰点)P5 の下記座標を
計算する。[0066] (S64): Based on the S61~S63 result, the avoidance route start point (branch point from the orbital) following coordinates P 1, x 1 = - ( L B / 2 + △ L) y 1 = 0 equation (5) and the following coordinates avoidance route straight portion starting point P 2, x 2 = - ( L B / 2 + L 1) y 2 = + (W B / 2 + △ W) = + W ··· formula ( 6) the following coordinates avoidance route avoiding point P 3, the following coordinates x 3 = 0 y 3 = + (W B / 2 + △ W) = + W ··· equation (7) avoidance route straight section end point P 4 , x 4 = + (L B / 2 + L 1) y 4 = + (W B / 2 + △ W) = + W ··· formula (8) avoidance route end point (return point to the trajectory) following coordinates P 5 Is calculated.
【0067】 x5 =+(LB /2+△L) y5 =0 ・・・式(9) (S65):P2 とP3 とP4 の間を直線で結び、 (S66):P1 とP2 の間、および、P4 とP5 の間
は、 L2 =1.5(0.5WB +△L) ・・・式(4) となる任意の滑らかな曲線(例えば、正弦曲線)で補間
する。[0067] x 5 = + (L B / 2 + △ L) y 5 = 0 ··· Equation (9) (S65): between P 2 and P 3 and P 4 connected by a straight line, (S66): P L 2 = 1.5 (0.5 W B + △ L) between 1 and P 2 and between P 4 and P 5. Any smooth curve (for example, (Sinusoidal curve).
【0068】このようにして、P1 点からP5 点に到る
間にある物体を避けて通過することができる回避軌道を
生成する。[0068] Thus, to produce an avoidance trajectory can pass to avoid objects in between reaching the P 5 points from a point P.
【0069】図5は、センサ計測結果がNGで物体20
が既知の場合に対する回避軌道生成方法の一例を示す図
である。FIG. 5 shows that the sensor measurement result is NG and the object 20
FIG. 9 is a diagram showing an example of an avoidance trajectory generation method for a case where is known.
【0070】回避軌道18を作る前に、まず回避軌道生
成を開始する点P1 と、回避点P3と、元の軌道(本軌
道)17に復帰する点P5 を決める。Before the avoidance trajectory 18 is created, first, a point P 1 for starting the avoidance trajectory generation, an avoidance point P 3, and a point P 5 for returning to the original trajectory (main trajectory) 17 are determined.
【0071】その決め方は下記の通りである。The method of deciding is as follows.
【0072】.回避点P3 (x3 、y3 )の決め方 回避点P3 は、y軸上にあり、原点(物体の中心)Oか
ら下記の式(7A)で求められる距離Wにある点とす
る。[0072] How to Determine Avoidance Point P 3 (x 3 , y 3 ) The avoidance point P 3 is a point located on the y-axis and at a distance W from the origin (center of the object) O obtained by the following equation (7A).
【0073】 W=(WB /2+△W) ・・・式(7A) 但し、 △W =WAGV /2+WAGV ×N ・・・式(1) ここで、WB は物体20の幅、△Wは横方向回避距離
(回避軌道回避点P3 から物体20までの距離) WAGV は無人搬送車(AGV)の幅 Nは無人搬送車14の回避係数である。W = (W B / 2 + ΔW) Expression (7A) where ΔW = W AGV / 2 + W AGV × N Expression (1) where W B is the width of the object 20, ΔW is the lateral avoidance distance (the distance from the avoidance trajectory avoidance point P 3 to the object 20) W AGV is the width of the automatic guided vehicle (AGV) N is the avoidance coefficient of the automatic guided vehicle 14.
【0074】△Wは、物体20と無人搬送車14が干渉
しないようにするための回避軌道18と物体20の端と
の距離であり、式(1)に示されるように、無人搬送車
(AGV)14の幅WAGV の半分にWAGV のN(回避係
数)倍のマージンを加えたものとする。△ W is the distance between the avoidance trajectory 18 for preventing the object 20 and the automatic guided vehicle 14 from interfering with each other and the end of the object 20. As shown in the equation (1), the automatic guided vehicle ( It is assumed that a margin of N (avoidance coefficient) times W AGV is added to half of the width W AGV of the AGV 14.
【0075】従って、回避点P3 の座標は、下記のよう
になる。[0075] Therefore, the coordinates of the avoidance point P 3 is as follows.
【0076】 x3 =0、 y3 =±W ・・・式(7) 進路に対して左右いずれの方向に回避するかは(すなわ
ち、±は)、ヤードの運用により決める。X 3 = 0, y 3 = ± W Expression (7) In the left or right direction with respect to the course (that is, ±), it is determined by the operation of the yard.
【0077】例えば、左側通行なら右側に回避する。そ
の理由は、左側通行なら、左側の方にコンテナが積ま
れ、右側の方に通れる余地があるからである。For example, if the vehicle is traveling on the left, it is avoided on the right. The reason for this is that if you are traveling on the left, containers are stacked on the left and there is room to pass on the right.
【0078】.P1 (x1 、y1 )の決め方 P1 は、x軸(予め作られた本軌道)上にあり、物体2
0の端から、下記の式(2)で計算した△Lだけ手前に
ある点とする。[0078] How to determine P 1 (x 1 , y 1 ) P 1 is on the x-axis (main trajectory created in advance) and the object 2
From the end of 0, let it be a point located by ΔL calculated by the following equation (2).
【0079】 △L=回避距離=L1 +L2 ・・・式(2) 但し、 L1 =WAGV /2+Lstop×kstop+LMAP ×kMAP ・・式(3) L2 =1.5(WB /2+△W)=1.5W ・・・式(4) ここで、 △Lは縦方向回避距離(回避軌道開始点P1 から物体2
0までの距離) Lstopは制動距離 kstopはLstopのマージン LMAP は地図上の物***置誤差 kMAP はLMAP のマージン WB は物体20の幅 △Wは横方向回避距離(回避軌道回避点P3 から物体ま
での距離) WAGV は無人搬送車14の幅 Nは無人搬送車の回避係数である。ΔL = Avoidance distance = L 1 + L 2 Equation (2) where L 1 = W AGV / 2 + L stop × k stop + L MAP × k MAP Equation (3) L 2 = 1.5 (W B /2+ΔW)=1.5 W (4) where ΔL is the longitudinal avoidance distance (from the avoidance trajectory start point P 1 to the object 2
L stop is the braking distance. K stop is the margin of the L stop . L MAP is the object position error on the map. K MAP is the margin of the L MAP . W B is the width of the object 20. ΔW is the lateral avoidance distance (the avoidance trajectory). distance) W AGV from avoidance point P 3 to the object width N of the AGV 14 is avoided coefficient of AGV.
【0080】従って、 x1 =−(LB /2+△L) y1 =0 ・・・式(5) となる。[0080] Thus, x 1 = - a (L B / 2 + △ L ) y 1 = 0 ··· Equation (5).
【0081】L1 は、式(3)に示されるように、W
AGV /2(無人搬送車の幅の半分)に、Lstop(無人搬
送車の制動距離)×kstop(マージン)と、LMAP (地
図上の物体の位置の誤差)×kMAP (マージン)とを加
えたものである。L 1 is equal to W, as shown in equation (3).
AGV / 2 (half the width of the AGV ), L stop (braking distance of the AGV ) x k stop (margin), and L MAP (error of the position of the object on the map) x k MAP (margin) And is added.
【0082】L2 は、式(4)に示されるように、式
(7A)で計算される距離Wの1.5倍にする。As shown in equation (4), L 2 is set to 1.5 times the distance W calculated by equation (7A).
【0083】.P2 (x2 、y2 )の決め方。[0083] How to determine P 2 (x 2 , y 2 ).
【0084】P2 は、P3 を通る本軌道17に平行な線
上にあり、距離(LB /2+L1 )だけP3 から手前に
ある点とする。従って、 x2 =−(LB /2+L1 )、 y2 =±W ・・・式(6) となる。It is assumed that P 2 is on a line parallel to the main trajectory 17 passing through P 3 , and is located at a point (L B / 2 + L 1 ) in front of P 3 . Thus, x 2 = - a (L B / 2 + L 1 ), y 2 = ± W ··· Equation (6).
【0085】P1 点とP2 点の間は滑らかな曲線でつな
ぐ。The points P 1 and P 2 are connected by a smooth curve.
【0086】.P4 とP5 の決め方 P4 はy軸に関してP2 と対称になる点となるように設
定し、P5 はy軸に関してP1 と対称になる点となるよ
うに設定する。[0086] How to determine P 4 of P 4 and P 5 are set so that the point to P 2 and symmetrical with respect to the y-axis, P 5 is set such that the point to P 1 and symmetrically with respect to the y-axis.
【0087】この様にして、P1 とP2 とP3 とP4 と
P5 を滑らかにつないで、物体20と干渉しない回避軌
道18を作ることができる。In this manner, the avoidance trajectory 18 that does not interfere with the object 20 can be created by smoothly connecting P 1 , P 2 , P 3 , P 4, and P 5 .
【0088】すなわち、上記実施形態によれば、次のよ
うな効果が得られる。That is, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
【0089】(1)本軌道17上に物体20がある場合
に、物体20と干渉が無い回避軌道18を生成するた
め、進路前方に物体20があっても追抜きができる。(1) When the object 20 is present on the main trajectory 17, the avoidance trajectory 18 having no interference with the object 20 is generated.
【0090】(2)物体20と無人搬送車14が干渉し
ないように、無人搬送車14の幅のN倍の余裕を持った
軌道を作る。(2) Create a trajectory with a margin of N times the width of the automatic guided vehicle 14 so that the object 20 and the automatic guided vehicle 14 do not interfere with each other.
【0091】無人搬送車14の回避係数Nの値は、物体
20の設置位置精度、無人搬送車14の移動精度より決
めればよい。The value of the avoidance coefficient N of the automatic guided vehicle 14 may be determined based on the accuracy of the installation position of the object 20 and the movement accuracy of the automatic guided vehicle 14.
【0092】(3)無人搬送車14の速度に応じて、速
度が大きいほど、より手前で回避軌道18を生成するた
め、安全側に働く。(3) In accordance with the speed of the automatic guided vehicle 14, the higher the speed is, the more the avoidance trajectory 18 is generated in front, so that it works on the safe side.
【0093】(4)無人搬送車14の本軌道17から回
避軌道18への方向転換、回避軌道18から本軌道17
への方向転換が滑らかに行えるよう、位置と方向が連続
的に変わる。(4) The direction of the automatic guided vehicle 14 from the main track 17 to the avoidance track 18 is changed.
The position and direction are continuously changed so that the direction can be changed smoothly.
【0094】(第2実施形態)次に本発明の第2実施形
態について、図6〜図11を参照して説明する。図6は
製鉄ヤードにおける無人搬送車の走行制御システムを示
す図、図7は回避軌道生成の説明図、図8はセンサ部分
の詳細を示す図、図9は重畳制御システムの階層を示す
図、図10は重畳制御の方法の説明図、図11は物体回
避時の速度変化を示す図である。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 is a diagram illustrating a traveling control system of an automatic guided vehicle in an iron making yard, FIG. 7 is an explanatory diagram of avoidance track generation, FIG. 8 is a diagram illustrating details of a sensor portion, FIG. 9 is a diagram illustrating a hierarchy of a superimposition control system, FIG. 10 is a diagram illustrating a method of superimposition control, and FIG. 11 is a diagram illustrating a speed change at the time of avoiding an object.
【0095】本発明の第2実施形態に係る無人搬送車の
誘導制御システムは、図6に示すように、製鉄ヤード3
0内の設定した軌道(基準)31に沿って例えば磁性体
からなるマーク33を数m例えば10mの間隔で離散的
に設置し、製鉄コイルが保管されている倉庫34から船
35までの間を上記軌道31に沿って無人搬送車36を
走行させるシステムを採用している。この場合、軌道3
1は仮想のものであり、物理的に誘導線を設置している
ものではない。無人搬送車36は、倉庫202に保管さ
れている製鉄コイル37を積載し、各種センサによりマ
ーク33を検出しながら船35の所まで走行する。ここ
で無人搬送車36上の製鉄コイル37は、クレーン38
により船35に積み込まれる。As shown in FIG. 6, an automatic guided vehicle guidance control system according to a second embodiment of the present invention
Marks 33 made of, for example, a magnetic material are discretely installed at intervals of several meters, for example, 10 m along a set orbit (reference) 31 within 0, and a distance from a warehouse 34 in which steel coils are stored to a ship 35 is provided. A system for moving the automatic guided vehicle 36 along the track 31 is employed. In this case, orbit 3
Numeral 1 is virtual, and does not physically have a guide wire. The automatic guided vehicle 36 carries the steelmaking coils 37 stored in the warehouse 202 and travels to the ship 35 while detecting the marks 33 by various sensors. Here, the iron making coil 37 on the automatic guided vehicle 36 is connected to a crane 38
Is loaded on the ship 35.
【0096】そして、図7に示すように例えば無人搬送
車36aが軌道31上のマーク33a、33b、…に沿
って走行しているとき、その前方に走行の障害となる物
体例えば他の無人搬送車36bが停止している場合に
は、障害となる物体を回避する回避軌道32を一時的に
作成して回避走行する。As shown in FIG. 7, for example, when the automatic guided vehicle 36a is traveling along the marks 33a, 33b,... When the vehicle 36b is stopped, the avoidance trajectory 32 for avoiding an obstacle object is temporarily created to perform the avoidance traveling.
【0097】上記無人搬送車36は、図8(a)に示す
ようにビークル本体40の前部に長距離センサ41、中
距離センサ42、短距離センサ43を備えている。上記
長距離センサ41は、例えば3眼ステレオカメラにより
構成したたもので、ステレオマッチングにより、無人搬
送車前方50m迄の物体の有無を1m幅の分解能で検出
する。また、物体までの距離を検出するために例えばレ
ーザ距離計あるいはミリ波レーダ(車載用の低コストの
もの)等が必要に応じて設けられる。夜間に使用する場
合には、3眼ステレオカメラとレーザスリット光を併用
し、レーザスリット光の物体での反射をステレオマッチ
ングで検出する。As shown in FIG. 8A, the automatic guided vehicle 36 includes a long-distance sensor 41, a medium-distance sensor 42, and a short-distance sensor 43 at the front of the vehicle body 40. The long-distance sensor 41 is constituted by, for example, a three-lens stereo camera, and detects the presence or absence of an object up to 50 m in front of the automatic guided vehicle with a resolution of 1 m by stereo matching. For detecting the distance to the object, for example, a laser distance meter or a millimeter-wave radar (a low-cost vehicle-mounted one) is provided as needed. When used at night, the three-lens stereo camera and the laser slit light are used together, and the reflection of the laser slit light on the object is detected by stereo matching.
【0098】中距離センサ42は、図8(b)に示すよ
うにチルト機構44を備えたパンチルト式であり、地面
上のマークを検出するためのCCDカメラ(ステレオカ
メラ)45a、45b、物体までの距離を計測するため
のレーザ距離計46、超音波測距計47、レーザスリッ
ト光源48からなり、無人搬送車前方2〜10m迄の物
体検出と地面上のマーク検出を行なう。夜間において
は、CCDカメラ45a、45bとレーザスリット光源
48を併用し、レーザスリット光のマークでの反射光を
CCDカメラ45a、45bで検出する。The middle distance sensor 42 is a pan-tilt type having a tilt mechanism 44 as shown in FIG. 8 (b), and includes CCD cameras (stereo cameras) 45a and 45b for detecting marks on the ground and an object. A laser range finder 46 for measuring the distance of the vehicle, an ultrasonic range finder 47, and a laser slit light source 48 perform object detection up to 2 to 10 m in front of the automatic guided vehicle and mark detection on the ground. At night, the CCD cameras 45a and 45b and the laser slit light source 48 are used together, and the reflected light of the laser slit light mark is detected by the CCD cameras 45a and 45b.
【0099】短距離センサ43は、無人搬送車前方2.
5m迄の地面上の物体の有無を検出し、また、デッドレ
コニングとマークセンサによる無人搬送車自己位置を検
出するもので、例えば超音波センサ、エンコーダ、ジャ
イロ、磁気センサ等により構成される。超音波センサ
は、無人搬送車前方の物体までの距離を検出する。磁気
センサは、マークの位置を検出して無人搬送車位置をリ
セットする。マーク間は、車輪エンコーダ、ジャイロ情
報の積算より求める。The short distance sensor 43 is connected to the front of the automatic guided vehicle 2.
It detects the presence or absence of an object on the ground up to 5 m and detects the self-positioning of the automatic guided vehicle by dead reckoning and a mark sensor, and is constituted by, for example, an ultrasonic sensor, an encoder, a gyro, a magnetic sensor, and the like. The ultrasonic sensor detects a distance to an object in front of the automatic guided vehicle. The magnetic sensor detects the position of the mark and resets the automatic guided vehicle position. The space between marks is obtained by integrating wheel encoders and gyro information.
【0100】次に本発明における制御系の特徴である重
畳制御システムの階層について図9により説明する。こ
の重畳制御システムは、操作者50と操作システム(基
地局)51及び無人搬送車36に搭載されるビークル制
御系52により構成される。Next, the hierarchy of the superposition control system, which is a feature of the control system according to the present invention, will be described with reference to FIG. This superposition control system includes an operator 50, an operation system (base station) 51, and a vehicle control system 52 mounted on the automatic guided vehicle 36.
【0101】上記操作者50は、基地局の操作システム
51を介して無人搬送車36のビークル制御系52に目
標位置及び速度を入力する。また、ビークル制御系52
は、現在位置及びカメラ画像を操作システム51に出力
し、操作者50に提示する。上記操作システム51とビ
ークル制御系52との間のデータ通信は、例えば携帯電
話システムを介して行なわれる。The operator 50 inputs a target position and a speed to the vehicle control system 52 of the automatic guided vehicle 36 via the operation system 51 of the base station. The vehicle control system 52
Outputs the current position and the camera image to the operation system 51 and presents it to the operator 50. Data communication between the operation system 51 and the vehicle control system 52 is performed, for example, via a mobile phone system.
【0102】上記ビークル制御系52は、ビークル運動
制御システム53と、このビークル運動制御システム5
3からの制御指令によって動作する上記長距離センサ4
1、中距離センサ42、短距離センサ43からなるセン
シングブロック、及びこのセンシングブロックの計測結
果に基づいて動作する制御ブロックからなっている。上
記各センシングブロックは、計測の結果、前方に物体が
ない場合はOK(物体無し)の信号、物体がある場合は
NG(物体有り)の信号、距離計測が判らない場合また
は不安定な場合はGRAY(物体有無不明)の信号を制
御ブロックに出力する。The vehicle control system 52 includes a vehicle motion control system 53 and the vehicle motion control system 5.
The long-distance sensor 4 that operates according to a control command from
1, a sensing block including a middle distance sensor 42 and a short distance sensor 43, and a control block that operates based on the measurement result of the sensing block. As a result of the measurement, each of the sensing blocks has an OK (no object) signal when there is no object in front, an NG (object exists) signal when there is an object, and an NG (object exists) signal when the distance measurement is unknown or unstable. A GRAY (object unknown) signal is output to the control block.
【0103】上記制御ブロックは、センシングブロック
における長距離センサ41の計測結果に基づいて指令速
度を生成する長距離レベル制御部54、中距離センサ4
2の計測結果に基づいて指令速度を生成する中距離レベ
ル制御部55、短距離センサ43の計測結果に基づいて
指令速度を生成する短距離レベル制御部56により構成
され、上記各指令速度をビークル運動制御システム53
へ出力する。このビークル運動制御システム53は、上
記制御ブロックから出力される指令速度に従ってビーク
ル、すなわち無人搬送車36の走行速度を制御する。The control block includes a long distance level control section 54 for generating a command speed based on the measurement result of the long distance sensor 41 in the sensing block,
And a short-distance level control unit 56 that generates a command speed based on the measurement result of the short-range sensor 43. Exercise control system 53
Output to The vehicle motion control system 53 controls the running speed of the vehicle, that is, the automatic guided vehicle 36, according to the command speed output from the control block.
【0104】上記ビークル制御系52は、上記したよう
に扱うレベルに応じて長距離レベル、中距離レベル、短
距離レベルの3つの階層に分けられており、上位の階層
ほど制御周期が長く設定される。例えば物体の有無を検
出する長距離センサ41の制御周期は100ms、物体
の有無及びマーク位置を検出する中距離センサ42の制
御周期は50ms、ビークルのずれを検出する短距離セ
ンサ43の制御周期は25msに設定される。The vehicle control system 52 is divided into three hierarchies of a long-distance level, a medium-distance level, and a short-distance level according to the levels handled as described above. You. For example, the control cycle of the long distance sensor 41 for detecting the presence or absence of an object is 100 ms, the control cycle of the middle distance sensor 42 for detecting the presence or absence of an object and the mark position is 50 ms, and the control cycle of the short distance sensor 43 for detecting a vehicle shift is It is set to 25 ms.
【0105】次に上記長距離レベル、中距離レベル、短
距離レベルの重畳制御方法について図10により説明す
る。 [長距離レベルA]長距離レベルAでは、長距離センサ
41で10〜50m先の物体の有無を検出し、その検出
結果(OK/NG/GRAY)を長距離レベル制御部5
4へ出力する。この長距離レベル制御部54は、上記長
距離センサ41の計測結果に基づいて走行軌道を生成
し、この軌道に追従するような指令速度(指令速度ベク
トルV CL1)を生成する。また、無人搬送車36の前方
に図7に示すような走行の障害となる物体が例えば他の
無人搬送車36bがある場合は、回避軌道32を生成す
る。すなわち、長距離レベル制御部54は、長距離セン
サ41の検出結果(OK/NG/GRAY)に応じて次
に示す指令速度を生成する。 (1)OK:軌道31に追従する指令速度を生成する。
速度の大きさは、操作者により指令された値とする。 (2)NG:回避軌道32を作成すると共に、回避軌道
32に追従する指令速度を生成する。 (3)GRAY:軌道はそのままで、速度だけ減速す
る。Next, the long distance level, the medium distance level, the short distance level
The distance level superposition control method will be described with reference to FIG.
You. [Long distance level A] In long distance level A, a long distance sensor
At 41, the presence or absence of an object 10 to 50m away is detected and detected.
The result (OK / NG / GRAY) is transferred to the long-distance level control unit 5
Output to 4. The long distance level control unit 54
Generates a traveling trajectory based on the measurement result of the distance sensor 41
Command speed (command speed vector)
Tor V CL1). Also, in front of the automatic guided vehicle 36
FIG. 7 shows an example in which an object that interferes with traveling is, for example, another object.
If there is an unmanned guided vehicle 36b, the avoidance trajectory 32 is generated.
You. That is, the long distance level control unit 54
Next according to the detection result of the sensor 41 (OK / NG / GRAY)
The command speed shown in FIG. (1) OK: Generates a command speed that follows the trajectory 31.
The magnitude of the speed is a value specified by the operator. (2) NG: Avoidance trajectory is created while avoidance trajectory 32 is created.
A command speed that follows the command speed 32 is generated. (3) GRAY: Decelerate by speed while keeping the trajectory
You.
【0106】[中距離レベルB]中距離レベルBでは、
中距離センサ42により2〜10m先の物体の有無を検
出し、その検出結果(OK/NG/GRAY)を中距離
レベル制御部55へ出力する。この中距離レベル制御部
55が中距離センサ42の計測結果に基づいて軌道・速
度の補正を行なう。また、上記中距離レベル制御部55
は、図7において、中距離センサ42が地面上のマーク
33aを検出した場合、マーク33aに引き付けられる
指令速度を生成し、また、他の物体を検出すると、物体
に反発する指令速度を生成する。結果的に、中距離レベ
ル制御部55は、マーク33aに引きつけられる速度と
物体に反発する速度を合成して安全な速度(指令速度ベ
クトルVCL2)を生成する。[Medium Distance Level B] At the medium distance level B,
The medium distance sensor 42 detects the presence or absence of an object 2 to 10 m away, and outputs the detection result (OK / NG / GRAY) to the medium distance level control unit 55. The middle distance level controller 55 corrects the trajectory and speed based on the measurement result of the middle distance sensor 42. Further, the middle distance level control unit 55
In FIG. 7, when the middle distance sensor 42 detects a mark 33a on the ground, a command speed that is attracted to the mark 33a is generated, and when another object is detected, a command speed that repels the object is generated. . As a result, the intermediate distance level control unit 55 combines the speed attracted to the mark 33a and the speed repelling the object to generate a safe speed (command speed vector V CL2 ).
【0107】すなわち、中距離レベル制御部55は、中
距離センサ42の検出結果(OK/NG/GRAY)に
応じて次に示す指令速度を生成する。 (1)OK:マークを検出した場合は、マークに引き付
けられる指令速度を生成する。That is, the middle distance level controller 55 generates the following command speed according to the detection result (OK / NG / GRAY) of the middle distance sensor 42. (1) OK: When a mark is detected, a command speed attracted to the mark is generated.
【0108】(2)NG:物体を検出した場合は、物体
に反発する指令速度を生成する。(2) NG: When an object is detected, a command speed for repelling the object is generated.
【0109】(3)GRAY:速度を減速する。(3) GRAY: Decrease the speed.
【0110】[短距離レベルC]短距離レベルCでは、
短距離センサ43により2m先までの物体の有無を検出
すると共に、軌道31上のマーク33を検出し、その検
出結果(OK/NG/GRAY)を短距離レベル制御部
56へ出力する。短距離レベル制御部56は、短距離セ
ンサ43の計測結果に基づいて軌道・速度の微修正を行
なう。すなわち、短距離レベル制御部56は、無人搬送
車36がマーク33の上あるいは近傍にきた場合、無人
搬送車36の位置と姿勢をリセットすると共に、軌道3
1に対する位置と姿勢のずれΔxを検出し、軌道31に
追従するように軌道と姿勢(ωv )を微修正する指令速
度(指令速度ベクトルVCL3)を生成してビークル運動
制御システム53へ出力する。また、無人搬送車36の
前方に走行の障害となる物体がある場合は、緊急停止す
る指令速度を生成し、また、衝突しそうであれば、緊急
回避する指令速度を生成する。[Short Distance Level C] At the short distance level C,
The short distance sensor 43 detects the presence or absence of an object up to 2 m away, detects the mark 33 on the track 31, and outputs the detection result (OK / NG / GRAY) to the short distance level control unit 56. The short distance level control unit 56 performs fine correction of the trajectory and speed based on the measurement result of the short distance sensor 43. That is, when the automatic guided vehicle 36 comes over or near the mark 33, the short distance level control unit 56 resets the position and the attitude of the automatic guided vehicle 36 and
1, a command speed (command speed vector V CL3 ) for finely correcting the trajectory and posture (ωv) so as to follow the trajectory 31 is output to the vehicle motion control system 53. . Further, when there is an object obstructing traveling in front of the automatic guided vehicle 36, a command speed for emergency stop is generated, and when a collision is likely to occur, a command speed for emergency avoidance is generated.
【0111】すなわち、短距離レベル制御部56は、短
距離センサ43の検出結果(OK/NG/GRAY)に
応じて次に示す指令速度を生成する。 (1)OK:物体を検出しない場合は、マークからのず
れと姿勢ずれを修正する指令速度を生成する。That is, the short distance level control section 56 generates the following command speed according to the detection result (OK / NG / GRAY) of the short distance sensor 43. (1) OK: When no object is detected, a command speed for correcting a deviation from a mark and a posture deviation is generated.
【0112】(2)NG:物体を検出した場合は、物体
に衝突しないで停止できるならば、緊急停止する指令速
度を生成する。物体に衝突しそうであれば、安全側に回
避して、停止する指令速度を生成する。(2) NG: If an object is detected, an emergency stop command speed is generated if it can be stopped without colliding with the object. If the vehicle is likely to collide with the object, it avoids the safe side and generates a command speed to stop.
【0113】(3)GRAY:速度を減速する。(3) GRAY: Decrease the speed.
【0114】そして、上記長・中・短距離レベルで生成
した速度(2次元)にそれぞれ重み係数K1、K2、K
3により重みを付けて、最終的にビークル運動制御シス
テム53で合成し、ビークル指令速度を生成する。すな
わち、 ΣKi ・VCLi /ΣKi 但し、VCLi:指令速度ベクトル Ki :重み係数 の演算処理を行なってビークル指令速度を生成し、無人
搬送車36の走行を制御する。The speeds (two-dimensional) generated at the long, medium, and short distance levels are weighted by K1, K2, and K, respectively.
3 and finally synthesized by the vehicle motion control system 53 to generate a vehicle command speed. That is, ΣKi · VCLi / ΣKi where VCLi: command speed vector Ki: weighting coefficient is calculated to generate a vehicle command speed, and the traveling of the automatic guided vehicle 36 is controlled.
【0115】図11は、上記制御システムにより無人搬
送車36が物体を回避する場合の速度変化を走行シミュ
レーションにて調べた結果を示したものである。すなわ
ち、無人搬送車36が走行を開始して最大速度である約
20km/hに達した後、A点で長距離センサ41によ
り物体(障害物)を検出すると、最大速度20km/h
から5km/h程度まで減速する。その後、無人搬送車
36が約5km/hの速度で10秒程度走行し、B点で
中距離センサ42が障害物を検出すると、約1kmの速
度まで減速して障害物の横を安全に摺り抜ける。そし
て、無人搬送車36は、25秒程度の回避走行を行なっ
てC点で回避動作を終了すると、コーナーが直後にある
ため、約5km/hの速度で走行する。上記のようにし
て無人搬送車36は、障害物のある場合や、コーナー等
でも、状況に応じて速度を変更できることが確認でき
た。FIG. 11 shows a result obtained by examining a change in speed when the automatic guided vehicle 36 avoids an object by the control system by a traveling simulation. That is, after the automatic guided vehicle 36 starts traveling and reaches the maximum speed of about 20 km / h, when the long distance sensor 41 detects an object (obstacle) at the point A, the maximum speed is 20 km / h.
To about 5 km / h. Thereafter, the automatic guided vehicle 36 travels at a speed of about 5 km / h for about 10 seconds, and when the middle distance sensor 42 detects an obstacle at a point B, the speed is reduced to a speed of about 1 km and the side of the obstacle is safely slid. Exit. Then, the automatic guided vehicle 36 travels at a speed of about 5 km / h when the avoidance operation is completed at the point C after performing the avoidance traveling for about 25 seconds, because the corner is immediately behind. As described above, it has been confirmed that the speed of the automatic guided vehicle 36 can be changed according to the situation even when there is an obstacle or at a corner.
【0116】上記第2実施形態によれば、距離で階層化
した各階層を独立させ、各距離レベルでの制御結果を重
畳させることで、他の階層の制御が不調でも残りの階層
で補うことができ、安全で信頼性を有する走行制御を行
なうことが可能である。また、走行の障害となる物体
は、自律回避することで、無人搬送車の稼働率を向上す
ることができる。更に、各センサによるOK、NG、G
RAYの計測結果のみで、無人搬送車の走行を制御する
ことができ、低精度のセンサ、すなわち低コストのセン
サを活用できるようになる。また、トランスポンダに代
えてマークを使用し、かつ設置間隔を従来に比較して広
くできるので、誘導設備の敷設コストを大幅に削減する
ことができる。According to the second embodiment, each layer hierarchized by distance is made independent, and control results at each distance level are superimposed, so that even if control of another layer is malfunctioning, the remaining layers can compensate. It is possible to perform safe and reliable traveling control. In addition, the operation rate of the automatic guided vehicle can be improved by autonomously avoiding an object that interferes with traveling. Furthermore, OK, NG, G by each sensor
The traveling of the automatic guided vehicle can be controlled only by the measurement result of the ray, and a low-precision sensor, that is, a low-cost sensor can be used. Further, since a mark is used in place of the transponder and the installation interval can be made wider than before, the installation cost of the guidance equipment can be greatly reduced.
【0117】なお、上記第2実施形態では、製鉄ヤード
における無人搬送車の走行制御について示したが、第1
実施形態の図1に示したように港湾ヤードにおいて無人
搬送車の走行制御を行なう場合でも同様にして実施し得
るものである。In the second embodiment, the traveling control of the automatic guided vehicle in the steel making yard has been described.
As shown in FIG. 1 of the embodiment, even when the traveling control of the automatic guided vehicle is performed in the harbor yard, the present invention can be similarly implemented.
【0118】(第3実施形態)次に本発明の第3実施形
態について図12〜図18を参照して説明する。図12
は本発明の第3実施形態に係る無人搬送車の構成を示す
外観斜視図、図13は全体の回路構成を示すブロック
図、図14はセンサ情報の融合概念の説明図、図15は
センサの重み係数設定方法の説明図、図16はビークル
位置の検出結果を示す図、図17はビークル位置の計測
方法の説明図、図18は無軌道クレーンの誘導方法の説
明図である。(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 13 is an external perspective view showing a configuration of an automatic guided vehicle according to a third embodiment of the present invention, FIG. 13 is a block diagram showing an overall circuit configuration, FIG. 14 is an explanatory diagram of a fusion concept of sensor information, and FIG. FIG. 16 is a diagram illustrating a detection result of a vehicle position, FIG. 17 is a diagram illustrating a method of measuring a vehicle position, and FIG. 18 is a diagram illustrating a method of guiding a trackless crane.
【0119】本発明方法に使用する無人搬送車は、図1
2に示すように無人搬送車本体、すなわちビークル本体
61を走行させる車輪ユニット62と、操舵軸ユニット
63と、地面に設置されたマーク69を検出するマーク
センサ65と、ジャイロ66と、車輪エンコーダ67
と、操舵エンコーダ68と、により構成される。An automatic guided vehicle used in the method of the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, a wheel unit 62 for running the automatic guided vehicle body, that is, a vehicle body 61, a steering shaft unit 63, a mark sensor 65 for detecting a mark 69 installed on the ground, a gyro 66, and a wheel encoder 67
And a steering encoder 68.
【0120】車輪エンコーダ67は、車輪ユニット62
に内蔵され車輪回転量を検出し、操舵エンコーダ68
は、操舵軸ユニット63に内蔵され、操舵軸角度を検出
する。The wheel encoder 67 includes a wheel unit 62
, Which detects the amount of wheel rotation and provides a steering encoder 68
Is built in the steering shaft unit 63 and detects a steering shaft angle.
【0121】上記ビークル本体61には、図13のブロ
ック図に示す制御系が設けられる。すなわち、離散的に
地面に配置されたマーク69の位置を検出するマークセ
ンサ65からの情報I205 をマークセンサ処理ユニット
71に入力して、ビークル本体61の位置・姿勢P
M (PM x 、PM y 、θM )を求め、ビークル本体の計
測位置・姿勢演算部78及び操舵角度指令生成部76に
入力する。The vehicle body 61 is provided with a control system shown in the block diagram of FIG. That is, information I 205 from the mark sensor 65 for detecting the position of the mark 69 discretely placed on the ground is input to the mark sensor processing unit 71, and the position / posture P of the vehicle main body 61 is input.
M (PM x , PM y , θ M ) is obtained and input to the measurement position / posture calculation unit 78 and the steering angle command generation unit 76 of the vehicle body.
【0122】また、ジャイロ66からのビークル本体6
1の旋回角速度情報I206 をジャイロ処理ユニット72
に入力して、ビークル本体61の現在の旋回角度θG を
求め、旋回角度演算部74に入力する。The vehicle body 6 from the gyro 66
The turning angular velocity information I 206 of the first gyro processing unit 72
To determine the current turning angle θ G of the vehicle body 61 and input it to the turning angle calculation unit 74.
【0123】車輪エンコーダ67からの各車輪軸の回転
数情報I207 を車輪エンコーダ処理ユニット73Aに入
力して、ビークル本体61の現在の旋回角度θE を求
め、旋回角度演算部74に入力する。The rotation speed information I 207 of each wheel shaft from the wheel encoder 67 is input to the wheel encoder processing unit 73 A, the current turning angle θ E of the vehicle body 61 is obtained, and is input to the turning angle calculation unit 74.
【0124】操舵エンコーダ68からのビークル操舵軸
角度情報I208 を操舵エンコーダ処理ユニット73Bに
入力して、操舵軸角度δを検出し、操舵角度指令生成部
76に入力する。[0124] Enter the vehicle steering shaft angle information I 208 from the steering encoder 68 to a steering encoder processing unit 73B, it detects the steering shaft angle [delta], and inputs the steering angle command generating unit 76.
【0125】また、上記ジャイロ66及び車輪エンコー
ダ67の出力信号を重み係数演算部79に入力し、上記
旋回角度θG に対する重み係数KG を求めると共に、上
記旋回角度θE に対する重み係数KE を求め、旋回角度
演算部74に入力する。[0125] Further, the output signal of the gyro 66 and the wheel encoder 67 is input to the weighting coefficient calculating unit 79, with determining the weight coefficient K G with respect to the turning angle theta G, a weighting coefficient K E for said turning angle theta E It is obtained and input to the turning angle calculation unit 74.
【0126】上記旋回角度演算部74は、上記旋回角度
θG およびその重み係数KG と、旋回角度θE およびそ
の重み係数KE からビークル本体61の旋回角度θEGを
求め、ビークル本体の計測位置・姿勢演算部78に入力
すると共に、ビークル位置演算部75に入力する。[0126] The turning angle calculation unit 74, and the turning angle theta G and its weighting factor K G, obtains the turning angle theta EG of the vehicle body 61 from the turning angle theta E and its weight coefficient K E, the measurement of the vehicle body The data is input to the position / posture calculation unit 78 and is also input to the vehicle position calculation unit 75.
【0127】ビークル位置演算部75には、更に、上記
車輪エンコーダ処理ユニット73Aからの信号が入力さ
れる。ビークル位置演算部75は、上記入力信号からビ
ークル本体61の現在位置のx成分PEG Xおよびy成分
PEG Yを求め、ビークル本体の計測位置・姿勢演算部7
8に入力する。A signal from the wheel encoder processing unit 73A is further input to the vehicle position calculation unit 75. Vehicle position calculating unit 75 obtains the x component of the current position P EG X and y components P EG Y of the vehicle body 61 from the input signal, the vehicle body of the measurement position and orientation calculating section 7
Enter 8
【0128】上記ビークル本体の計測位置・姿勢演算部
78は、上記各入力信号からビークル本体61の計測位
置・姿勢Sを連続的かつ高精度に求め、操舵角度指令生
成部76に入力する。この操舵角度指令生成部76は、
上記各入力信号から操舵軸角度の制御信号δc を求め、
操舵軸ユニット63のコントローラ77に出力する。The measurement position / posture calculating section 78 of the vehicle body obtains the measurement position / posture S of the vehicle body 61 continuously and with high accuracy from the input signals, and inputs it to the steering angle command generation section 76. This steering angle command generation unit 76
Obtains a control signal [delta] c of the steering shaft angle from the respective input signals,
Output to the controller 77 of the steering shaft unit 63.
【0129】図14にセンサ情報の融合方法の概念を示
す。FIG. 14 shows the concept of a method of fusing sensor information.
【0130】(A)センサiの重み係数をKi (i=1
〜n)とし、センサiから求めたビークル本体61の計
測位置・姿勢をSi =(xi 、yi 、θi )とすると
き、ビークル本体61の位置・姿勢Sを式(1)により
求め、 S=(k1 S1 +・・・・+kn Sn )/(k1 +・・・・+kn ) ・・・式(1) (B)全てのセンサを自在に組み合わせると共に、第i
センサの使用状況に応じて、第iセンサが得意とする計
測条件で重み係数Ki を大きくして優先活用する。(A) The weight coefficient of the sensor i is K i (i = 1
~n) and then, the measuring position and orientation S i = (x i of the vehicle body 61 obtained from the sensor i, when y i, and theta i), the position and orientation S of the vehicle body 61 by the formula (1) calculated, S = (k 1 S 1 + ···· + k n S n) / (k 1 + ···· + k n) ··· equation (1) (B) all the sensors with combined freely, I-th
In accordance with the use condition of the sensor, the weighting coefficient K i is increased under the measurement condition that the i-th sensor is good at, and the sensor is used preferentially.
【0131】センサ情報としては、マークセンサ65か
らの情報I205 と、ジャイロ66からの情報I206 と、
車輪エンコーダ67からの情報I207 と、操舵エンコー
ダ68からの情報I208 がある。As sensor information, information I 205 from the mark sensor 65, information I 206 from the gyro 66,
There is information I 207 from the wheel encoder 67 and information I 208 from the steering encoder 68.
【0132】操舵エンコーダ68からの情報I208 が必
要な理由は、操舵エンコーダにより、各車輪の操舵角度
が判るため、ビークル本体61がどの方向に進むか(直
進か、斜行か)が判るためである。The reason why the information I 208 from the steering encoder 68 is necessary is that the steering encoder knows the steering angle of each wheel, so that it is possible to know in which direction the vehicle main body 61 moves (straight or skew). is there.
【0133】それらのセンサからの情報を融合(統合)
して、ビークル本体61の中心位置・姿勢を高信頼、高
精度で計測する。Fusion (integration) of information from those sensors
Then, the center position / posture of the vehicle main body 61 is measured with high reliability and high accuracy.
【0134】なお、上記図12〜図14では、2次元的
に位置計測、姿勢制御を行なう場合について示したが、
更に高さセンサを設け、ビークル本体61の計測位置・
姿勢をSi =(xi 、yi 、zi 、θi )として3次元
的な位置計測、姿勢制御を行なうようにしてもよい。Although FIGS. 12 to 14 show the case where the position measurement and the posture control are performed two-dimensionally,
Furthermore, a height sensor is provided to measure the position of the vehicle body 61
The attitude S i = (x i, y i, z i, θ i) a three-dimensional position measurement may be performed attitude control.
【0135】図15に基づき、センサ情報を融合すると
きに使用するセンサ情報iの重み係数Ki の設定方法を
説明する。[0135] Based on FIG. 15, illustrating a method of setting the weighting coefficient K i of sensor information i used when fusing sensor information.
【0136】ビークル本体61の角度θEGは式(2)に
より求める。The angle θ EG of the vehicle main body 61 is obtained by equation (2).
【0137】 θEG=KE θE +KG θG ・・・式(2) ここで、 θEGは、ビークル本体61の旋回角度 θE は、車輪エンコーダにより求めたビークル本体61
の旋回角度計算値 KE は、車輪エンコーダの重み係数 θG は、ジャイロにより求めたビークル本体61の旋回
角度計算値 KG は、ジャイロの重み係数 図15(a)は、速度Vに応じたジャイロの重み係数K
G を示し、図15(b)は、角速度Ωに応じたジャイロ
の重み係数KG を示す。Θ EG = K E θ E + K G θ G Equation (2) Here, θ EG is the turning angle θ of the vehicle main body 61, and θ E is the vehicle main body 61 obtained by the wheel encoder.
The turning angle calculation value K E of the wheel encoder is a weighting coefficient θ G of the wheel encoder. The turning angle calculation value K G of the vehicle body 61 obtained by the gyro is a weighting coefficient of the gyro. FIG. Gyro weight coefficient K
G. FIG. 15B shows a gyro weighting coefficient K G according to the angular velocity Ω.
【0138】式(2)で使用するジャイロの重み係数K
G は式(3)により、エンコーダの重み係数KE は式
(4)により、本体速度Vと本体角速度Ωに応じて決め
る。Gyro weighting coefficient K used in equation (2)
G is determined by the equation (3), and the weight coefficient K E of the encoder is determined by the equation (4) according to the main body velocity V and the main body angular velocity Ω.
【0139】 KG =max(V/Vmax、Ω/Ωmax) ・・・式(3) KE =l−KG ・・・式(4) ここで、 max(A、B)はAとBのうちの最大値 Vmaxはビークル本体61の最大速度 Ωmaxはビークル本体61の最大角速度 Vはビークル本体61の速度 Ωはビークル本体61の角速度である。K G = max (V / Vmax, Ω / Ωmax) Equation (3) K E = 1−K G Equation (4) where max (A, B) is A and B Vmax is the maximum speed of the vehicle body 61 Ωmax is the maximum angular speed of the vehicle body 61 V is the speed of the vehicle body 61 Ω is the angular velocity of the vehicle body 61.
【0140】式(3)のジャイロの重み係数KG を求め
るときに、 速度Vが大きいものほどジャイロの重み係数KG を大
きくするのは(すなわち、エンコーダの重み係数KE を
小さくするのは)、速度Vが大きいほど車輪の滑りが大
きくなり、エンコーダ計測による本体姿勢の誤差が大き
くなるためである。[0140] formula when determining the gyro of the weighting factor K G (3), as those velocity V is greater to increase the weighting coefficient K G gyros (i.e., to reduce the weighting factor K E of the encoder The reason is that the greater the speed V, the greater the slip of the wheels, and the greater the error in the body attitude due to encoder measurement.
【0141】また、角速度Ωが大きいほどジャイロの
重み係数KG を大きくするのは、ジャイロの角速度信号
の感度が大きくなるためである。[0141] Further, as the angular velocity Ω is large to increase the weight coefficient K G of the gyro is the sensitivity of the gyro angular velocity signal increases.
【0142】図16は、本発明方法により求めたビーク
ルの計測位置(破線)86に対する実際位置85(実
線)の一例を示す。FIG. 16 shows an example of the actual position 85 (solid line) with respect to the measured position (broken line) 86 of the vehicle obtained by the method of the present invention.
【0143】図17は、本発明方法よるビークル本体6
1の位置計測方法の概要、すなわち、慣性センサ(エン
コーダ、ジャイロ)により求めたビークル本体61の位
置と、マークセンサ65により求めたビークル本体61
の位置の融合による位置計測方法の概要を示す。FIG. 17 shows a vehicle body 6 according to the method of the present invention.
1 outlines the position measuring method, that is, the position of the vehicle main body 61 obtained by the inertial sensor (encoder, gyro) and the vehicle main body 61 obtained by the mark sensor 65
The outline of the position measurement method by the fusion of the positions of is shown.
【0144】次に、図面に基づき、本発明のセンサ情報
の融合によるビークル位置計測への作用を説明する。Next, the operation of the present invention on vehicle position measurement by fusing sensor information will be described with reference to the drawings.
【0145】図12に示すように、ビークルには各種セ
ンサが搭載されているが、各車輪ユニット62に内蔵さ
れた車輪エンコーダ67は、各車輪軸の回転数を計測す
る。As shown in FIG. 12, various sensors are mounted on the vehicle. A wheel encoder 67 built in each wheel unit 62 measures the rotation speed of each wheel shaft.
【0146】ビークル本体61の位置は、車輪の地面に
対する進行量が各車輪の回転数と車輪の半径から計算で
きるので、各車輪のエンコーダ情報のみからビークル本
体61の位置が計算できる。The position of the vehicle body 61 can be calculated from only the encoder information of each wheel because the amount of travel of the wheel with respect to the ground can be calculated from the rotation speed of each wheel and the radius of the wheel.
【0147】また、ビークル本体61の旋回角度は、 ビークル本体61の角速度を計測するジャイロ66の
計測値を時間積分するか、車輪エンコーダ67から単
位時間当たりの右側2つの車輪の移動量の平均と、単位
時聞当たりの左側2つの車輪の移動量の平均を求め、そ
の差を左右車輪の幅で割ることにより求めることができ
る。The turning angle of the vehicle main body 61 is obtained by integrating the measured value of the gyro 66 for measuring the angular velocity of the vehicle main body 61 with time or calculating the average of the movement amounts of the right two wheels per unit time from the wheel encoder 67. The average of the movement amounts of the two left wheels per unit time can be obtained, and the difference can be divided by the width of the left and right wheels.
【0148】説明の都合上、本例ではビークルの操舵角
はビークル本体61の方向と一致し、かつ、一定である
とする。For the sake of explanation, it is assumed in this example that the steering angle of the vehicle coincides with the direction of the vehicle main body 61 and is constant.
【0149】従って、ビークル本体61の方向転換は、
左右の車輪の地面に対する移動量の差で行なう。Therefore, the direction change of the vehicle body 61 is as follows.
This is performed based on the difference in the amount of movement between the left and right wheels with respect to the ground.
【0150】左右の車輪の地面に対する移動量の差を発
生させるには、左右の車輪の回転速度に差をつければよ
い。そのためには、左の車輪の回転を制御するコントロ
ーラにより左の車輪を駆動するアクチュエータの回転速
度を、右の車輪を駆動するアクチュエータの回転速度よ
りも、大きくするか小さくすればよい。In order to generate a difference in the amount of movement between the left and right wheels with respect to the ground, it is sufficient to make a difference between the rotational speeds of the left and right wheels. For this purpose, the controller for controlling the rotation of the left wheel may set the rotation speed of the actuator for driving the left wheel to be higher or lower than the rotation speed of the actuator for driving the right wheel.
【0151】ビークル本体61の位置を求めるため、ビ
ークル本体61の速度Vと角速度Ωをパラメータとし
て、本発明方法では、重みつき平均法を適用してビーク
ル本体61の位置を求める。In order to find the position of the vehicle body 61, the position of the vehicle body 61 is found by applying the weighted averaging method by using the velocity V and the angular velocity Ω of the vehicle body 61 as parameters.
【0152】図15(a)に示すように、ビークル本体
61の角度の重ね合わせ計算においては、ビークル本体
61の速度Vに比例してジャイロの重み係数KG を増加
させ、エンコーダの重み係数KE を減少させる。[0152] As shown in FIG. 15 (a), in the calculation overlay angle of the vehicle body 61, increases the weighting factor K G gyro in proportion to the velocity V of the vehicle body 61, the weighting factor of the encoder K Decrease E.
【0153】その理由は、 ジャイロ66からの信号は、ビークルの静止時等と、
遅速時には、ゼロ点ドリフトのため誤差が大きくなるこ
と、 車輪エンコーダ67からの信号は、ビークルの速度が
遅いときは車輪の滑りが小さいため比較的位置計測精度
が良いが、ビークル速度が大きいときは車輪滑りのため
計測精度が悪くなることのためである。The reason is that the signal from the gyro 66 is different from when the vehicle is stationary, etc.
When the vehicle is slow, the error increases due to the zero point drift.The signal from the wheel encoder 67 shows that the position measurement accuracy is relatively good because the wheel slip is small when the vehicle speed is low, but the signal is high when the vehicle speed is high. This is because the measurement accuracy deteriorates due to wheel slip.
【0154】同様に、図15(b)に示すように、ビー
クル本体61の角速度の重ね合わせ計算においては、ビ
ークル本体61の角速度Ωに比例してジャイロ66の重
み係数KG を増加させ、エンコーダの重み係数KE を減
少させる。[0154] Similarly, as shown in FIG. 15 (b), in the calculation superposition of angular speed of the vehicle body 61, increases the weighting factor K G of the gyro 66 in proportion to the angular velocity Ω of the vehicle body 61, the encoder reducing the weighting coefficient K E.
【0155】その理由は、 ビークル本体61の角速度を計測するジャイロ66
は、ビークル静止時等の遅速時にはゼロ点ドリフトのた
め誤差が大きいが、ビークル本体61の速度Vが大きく
なるほど検出感度が良くなること、 車輪エンコーダ67は、ビークル本体61の速度Vが
遅いときは車輪の滑りが小さいため比較的位置計測精度
が良いが、ビークル速度Vが大きいときは車輪滑りのた
め計測精度が悪くなることのためである。The reason is that a gyro 66 for measuring the angular velocity of the vehicle body 61 is used.
Is that the error is large due to the zero point drift when the vehicle is stationary or the like at a slow speed. However, the detection sensitivity is improved as the speed V of the vehicle main body 61 is increased. This is because the position measurement accuracy is relatively good because the wheel slip is small, but when the vehicle speed V is high, the measurement accuracy is deteriorated due to the wheel slip.
【0156】実際には、ビークル本体61の速度Vが大
きい場合も、ビークル本体61の角速度が大きい場合
も、ジャイロの重みを大きくするのが望ましいので、図
15(a)と図15(b)で求まる重みの大きい方をジ
ャイロの重みとする。In practice, it is desirable to increase the weight of the gyro both when the speed V of the vehicle main body 61 is high and when the angular speed of the vehicle main body 61 is high. Therefore, FIGS. 15 (a) and 15 (b) The larger of the weights obtained by is defined as the gyro weight.
【0157】ビークル本体61の角度θEGは式(2)に
より求める。The angle θ EG of the vehicle main body 61 is obtained by equation (2).
【0158】 θEG=KE θE +KG θG ・・・式(2) 但し、 θG =θG OLD +Tcont・ΩG ・・・式(5) θE =θE OLD +Tcont・R(ωave r −ωave l )/Wb ・・・式(6) ここで、 θG はジャイロにより求めたビークル本体61の旋回角
度計算値 θG OLD はジャイロにより求めた1サンブル前の旋回角
度計計算値 θE はエンコーダにより求めたビークル本体61の旋回
角度計算値 θE OLD はエンコーダにより求めた1サンプル前の旋回
角度計算値 ΩG はジャイロにより求めたビークル本体61の旋回角
速度 ωave l は左側車輪の角速度の平均値 ωave r は右側車輪の角速度の平均値 Rは車輪半径 Tcontは制御周期 Wb は左車輪と右車輪の間隔である。Θ EG = K E θ E + K G θ G Expression (2) where θ G = θ G OLD + T cont · Ω G Expression (5) θ E = θ E OLD + T cont · R (ω ave r −ω ave l ) / W b Equation (6) where θ G is a calculated value of the turning angle of the vehicle body 61 obtained by the gyro θ G OLD is one samble before obtained by the gyro The turning angle meter calculation value θ E is the turning angle calculation value of the vehicle body 61 obtained by the encoder θ E OLD is the turning angle calculation value of one sample before obtained by the encoder Ω G is the turning angular velocity of the vehicle body 61 obtained by the gyro ω ave l is the average value of the angular velocity of the left wheel ω ave r is the average value of the angular velocity of the right wheel R is the wheel radius T cont is the control cycle W b is the distance between the left and right wheels.
【0159】またビークル本体61の位置PEGは式
(7)により求める。Further, the position P EG of the vehicle main body 61 is obtained by equation (7).
【0160】 PEG X=PEG X OLD+Rave ・ωave ・Tcont・cosθEG PEG Y=PEG Y OLD+Rave ・ωave ・Tcont・sinθEG ・・・式(7) ここで、 PEGはビークル本体61の現在位置 PEG XはPEGのx成分 PEG YはPEGのy成分 PEG OLDはビークル本体61の1サンプル前の位置 PEG X OLDはPEG OLDのx成分 PEG Y OLDはPEG OLDのy成分 Rave は車輪の半径の平均値 ωave は車輪の角速度の平均値である。P EG X = P EG X OLD + R ave · ω ave · T cont · cos θ EG P EG Y = P EG Y OLD + R ave · ω ave · T cont · sin θ EG Equation (7) , P EG is the current position P EG X is P EG of the x component P EG Y before one sample y component P EG OLD is the vehicle body 61 of the P EG is located P EG X OLD is P EG OLD vehicles body 61 The x component P EG Y OLD is the y component of P EG OLD R ave is the average value of the wheel radius ω ave is the average value of the wheel angular velocity.
【0161】以上の方法により、ビークルの実際位置に
対してビークルの計測位置(検出結果)を描いたものを
図16に示す。FIG. 16 shows the measured position (detection result) of the vehicle with respect to the actual position of the vehicle by the above method.
【0162】エンコーダ単体使用、もしくはジャイロ単
体使用の従来方法(図19)に比較して、本発明方法
(図17)の方が計測精度が良くなることが判る。It can be seen that the measurement accuracy of the method of the present invention (FIG. 17) is better than that of the conventional method using only the encoder or the gyro alone (FIG. 19).
【0163】このようにして、まずエンコ一ダと、ジャ
イロの信号から、ビークル本体61の位置・姿勢P
EG(PEG X、PEG Y、θEG)を求める。As described above, first, the position / posture P of the vehicle main body 61 is obtained from the encoder and the gyro signal.
EG ( PEGX , PEGY , θEG ) is obtained.
【0164】以下、図17に、エンコ一ダ67、68
と、ジャイロ66の信号から求めたビークル本体61の
位置・姿勢PEG(PEG X、PEG Y、θEG)と、マークセ
ンサ65の信号から求めたビークル本体61の位置・姿
勢PM (PM x 、PM y 、θM)の場合(S1 =PEG、
S2 =PM 、n=2の場合)の重み付き平均による求め
方を示す。The encoders 67 and 68 are shown in FIG.
And the position / posture P EG (P EGX , P EG Y , θ EG ) of the vehicle body 61 obtained from the signal of the gyro 66, and the position / posture P M of the vehicle body 61 obtained from the signal of the mark sensor 65 ( PM x , PM y , θ M ) (S 1 = P EG ,
S 2 = P M , n = 2) by weighted averaging.
【0165】まず、マークセンサ65の出力I205 から
マーク69に対して前後方向(X方向、即ち進行方向)
にビークル本体61の中心がどれだけ離れているかを検
出する。First, from the output I 205 of the mark sensor 65 to the mark 69 in the front-back direction (X direction, ie, the traveling direction)
The distance of the center of the vehicle main body 61 is detected.
【0166】図17の例ではビークル本体61の中心と
マーク69はちょうどxsmax離れている。但し、xsmax
はセンサの検出可能頻域である。In the example of FIG. 17, the center of the vehicle main body 61 and the mark 69 are exactly separated by xsmax . Where x smax
Denotes a frequent detection range of the sensor.
【0167】マークセンサは、例えば、渦電流式であ
り、金属のマーク69aと69bの2次元位置を、それ
ぞれマークセンサ65aと、65bで検出できるものと
する。The mark sensor is of an eddy current type, for example, and the two-dimensional positions of the metal marks 69a and 69b can be detected by the mark sensors 65a and 65b, respectively.
【0168】2個のマークセンサの計測座標系は図17
(a)に示すようにそれぞれ(xma、yma)と(xmb、
ymb)とし、マークセンサ65aの幾何学的中心がマー
ク69aに対して(xma、yma)の位置に計測でき、マ
ークセンサ65bの中心が69bに対して(xmb、
ymb)の位置に計測できたとき、マーク69aとマーク
69bの中点Pmc(図17のx軸上にある)に対するビ
ークルの位置・姿勢Prel (xrel 、yrel 、θrel )
は下記のようになる。The measuring coordinate system of the two mark sensors is shown in FIG.
As shown in (a), (x ma , y ma ) and (x mb ,
y mb ), the geometric center of the mark sensor 65a can be measured at the position of (x ma , y ma ) with respect to the mark 69a, and the center of the mark sensor 65b can be measured with respect to 69 b by (x mb ,
y mb ), the position / posture P rel (x rel , y rel , θ rel ) of the vehicle with respect to the midpoint P mc (on the x-axis in FIG. 17) of the marks 69a and 69b
Is as follows.
【0169】 xrel =(xma+xmb)/2 yrel =(yma+ymb)/2 θrel =(xma−xmb)/Wb ・・・式(8) 従って、マークセンサ65によるビークル本体61の位
置・姿勢は次のようになる。X rel = (x ma + x mb ) / 2 y rel = (y ma + y mb ) / 2 θ rel = (x ma −x mb ) / Wb Expression (8) The position and orientation of the vehicle body 61 are as follows.
【0170】 PM x =xrel +xmc PM y =yrel +ymc θM =θrel +Pmcの方向 ・・・式(9) 図17において、x軸は予めさ定められた走行ルートで
あり、x軸に各Pmc点が位置するようにマーク69を設
置する。PM x = x rel + x mc PM y = y rel + y mc θ M = θ rel + P mc Expression (9) In FIG. 17, the x-axis is a predetermined traveling route. The mark 69 is set so that each P mc point is located on the x-axis.
【0171】マークセンサ65がマーク69に対して接
近するほど、 マークセンサ65の重みKM を線形的に大きくし、 慣性センサ(エンコーダ、ジャイロ)の出力の重み係
数KEGを減少させる。上記重み係数KEGは、式(7)と
式(2)に基づくPEG(PEG X、PEG Y、θ EG)と、マ
ークセンサの信号から求めたPM (PM x 、PM y 、θ
M )とを式(1)に適用する場合の重み係数をいう。The mark sensor 65 contacts the mark 69.
The closer the distance, the more the weight K of the mark sensor 65MIs linearly increased, and the weight of the output of the inertial sensor (encoder, gyro) is
Number KEGDecrease. The weight coefficient KEGIs given by equation (7)
P based on equation (2)EG(PEG X, PEG Y, Θ EG) And Ma
P obtained from the signal of theM(PM x, PMy, Θ
M) Is applied to equation (1).
【0172】マークセンサ65の出力の重み係数K
M と、慣性センサ(エンコーダ、ジャイロ)の出力の重
み係数KEGは、共にビークル本体61の位置xに対して
連続的に変化させるため、図17の(c)に示すよう
に、それらの重みを平均して求めたビークル本体61の
位置は、連続的に滑らかに変化する。The weight coefficient K of the output of the mark sensor 65
M and the weight coefficient K EG of the output of the inertial sensor (encoder, gyro) are both continuously changed with respect to the position x of the vehicle main body 61. Therefore, as shown in FIG. The position of the vehicle body 61 obtained by averaging continuously changes smoothly.
【0173】上記本発明方法によれば、従来の方法、す
なわち図19(a)に示すジャイロのみ使用の場合や、
図19(b)に示すエンコーダのみ使用の場合に比べ、
位置検出誤差を小さくすることができ、かつ、軌道から
のずれを修正する運動も滑らかに行なうことができる。According to the method of the present invention, the conventional method, that is, the case where only the gyro shown in FIG.
Compared to the case where only the encoder shown in FIG.
The position detection error can be reduced, and the motion for correcting the deviation from the trajectory can be performed smoothly.
【0174】図18は、本発明を無軌道クレーンの誘導
に実施した場合の概要を示したものである。無軌道クレ
ーン16の左右にはマークセンサ65が2個設置されて
いる。また、無軌道クレーン16には、前記ビークルの
場合と同様に車輪角速度を検出する車輪エンコーダと、
操舵軸角度を検出する操舵エンコーダと、搬送車本体の
旋回角速度検出するジャイロ等が設けられる。上記マー
クセンサ65は、走行基準点となるマーク69の周りの
2次元的検出領域90を検出できるものである。そのた
めマーク69の手前からマーク位置を正確に求めること
ができ、図19に示した従来の方法に比べ高い走行精度
が得られる。また、無軌道クレーン16は、車輪エンコ
ーダ、操舵エンコーダ、ジャイロ等を備えているので、
図17に示したような方法を使用して走行位置を滑らか
に計測でき、走行制御を円滑に行なうことができる。す
なわち、クレーン軌跡91は、クレーンの計測軌跡92
に近い走行軌跡となり、また、滑らかな計測位置変化9
4が得られると共に運動方向の滑らかな変化93が得ら
れる。FIG. 18 shows an outline of a case where the present invention is applied to guiding a trackless crane. Two mark sensors 65 are provided on the left and right of the trackless crane 16. In addition, the trackless crane 16 has a wheel encoder that detects a wheel angular velocity as in the case of the vehicle,
A steering encoder for detecting a steering shaft angle, a gyro for detecting a turning angular velocity of the carrier body, and the like are provided. The mark sensor 65 is capable of detecting a two-dimensional detection area 90 around a mark 69 that is a driving reference point. Therefore, the mark position can be accurately obtained from just before the mark 69, and higher traveling accuracy can be obtained as compared with the conventional method shown in FIG. In addition, since the trackless crane 16 includes a wheel encoder, a steering encoder, a gyro, and the like,
Using the method as shown in FIG. 17, the traveling position can be measured smoothly, and traveling control can be performed smoothly. That is, the crane trajectory 91 is the crane measurement trajectory 92
And a smooth measurement position change 9
4 and a smooth change 93 in the direction of movement are obtained.
【0175】[0175]
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、進
路前方に他の無人搬送車等、進行を妨げる物体がある場
合には、回避軌道を作ることにより、無人搬送車は回避
軌道に沿って走行し、任意の大きさの前方物体に対して
余裕を持って、避けて通過することができる。As described above in detail, according to the present invention, when there is an object that hinders the traveling, such as another unmanned guided vehicle, ahead of the course, the unmanned guided vehicle is formed by forming an avoiding track. Along the road, and can pass by avoiding a front object of any size with a margin.
【0176】また、距離で階層化した各階層を独立さ
せ、各距離レベルでの制御結果を重畳させることで、他
の階層の制御が不調でも残りの階層で補うことができ、
安全で信頼性を有する走行制御を行なうことが可能であ
る。更に、各センサによるOK(物体無し)、NG(物
体有り)、GRAY(物体有無不明)の計測結果のみ
で、無人搬送車の走行を制御することができ、低精度の
センサ、すなわち低コストのセンサを活用できるように
なる。Also, by making each layer hierarchized by distance independent and superimposing the control result at each distance level, even if the control of another layer is malfunctioning, the remaining layers can compensate.
It is possible to perform safe and reliable traveling control. Furthermore, the traveling of the automatic guided vehicle can be controlled only by the measurement results of OK (no object), NG (object present), GRAY (object unknown) by each sensor, and a low-precision sensor, that is, a low-cost sensor Sensors can be used.
【0177】また、離散的に地面に設置されたマークに
より無人搬送車が自律的に無人走行ができるので、敷設
コストを大幅に削減することができる。更に、2次元位
置検出可能なマークセンサの情報と,慣性センサの情報
との融合により、無人搬送車の位置を連続的かつ高精度
に求めることができ、無人搬送車の走行を円滑かつ高精
度に行なうことができる。Further, since the automatic guided vehicle can autonomously travel by the marks which are discretely provided on the ground, the installation cost can be greatly reduced. Furthermore, by integrating the information of the mark sensor capable of detecting the two-dimensional position and the information of the inertial sensor, the position of the automatic guided vehicle can be obtained continuously and with high accuracy, and the traveling of the automatic guided vehicle can be performed smoothly and with high accuracy. Can be performed.
【図1】本発明の第1実施形態に係る港湾ヤード・シス
テムの運用方法の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of an operation method of a port yard system according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同実施形態における無人搬送車の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of the automatic guided vehicle in the embodiment.
【図3】同実施形態における走行制御動作を示すフロー
チャート。FIG. 3 is a flowchart showing a traveling control operation in the embodiment.
【図4】図3における回避軌道生成の処理動作を示すフ
ローチャート。FIG. 4 is a flowchart showing a processing operation of avoidance trajectory generation in FIG. 3;
【図5】同実施形態における回避軌道生成例の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of avoidance trajectory generation in the embodiment.
【図6】本発明の第2実施形態に係る製鉄ヤードにおけ
る無人搬送車の走行制御システムを示す図。FIG. 6 is a diagram showing a traveling control system of an automatic guided vehicle in an iron making yard according to a second embodiment of the present invention.
【図7】同実施形態における回避軌道生成の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of avoidance trajectory generation in the embodiment.
【図8】同実施形態におけるセンサ部分の詳細を示す
図。FIG. 8 is a view showing details of a sensor portion in the embodiment.
【図9】同実施形態における重畳制御システムの階層を
示す図。FIG. 9 is an exemplary view showing a hierarchy of the superposition control system in the embodiment.
【図10】同実施形態における重畳制御の方法の説明
図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a method of superposition control in the embodiment.
【図11】同実施形態における物体回避時の速度変化を
示す図。FIG. 11 is a diagram showing a speed change at the time of avoiding an object in the embodiment.
【図12】本発明の第3実施形態における無人搬送車の
構成を示す斜視図図。FIG. 12 is a perspective view showing a configuration of an automatic guided vehicle according to a third embodiment of the present invention.
【図13】同実施形態における全体の回路構成を示すブ
ロック図。FIG. 13 is a block diagram showing the entire circuit configuration in the embodiment.
【図14】同実施形態におけるセンサ情報の融合概念の
説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram of a fusion concept of sensor information in the embodiment.
【図15】同実施形態におけるセンサの重み係数設定方
法の説明図。FIG. 15 is an explanatory diagram of a method for setting a weight coefficient of the sensor according to the embodiment;
【図16】同実施形態におけるビークル位置の検出結果
を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a detection result of a vehicle position in the embodiment.
【図17】同実施形態におけるビークル位置の計測方法
の説明図。FIG. 17 is an explanatory diagram of a vehicle position measuring method according to the embodiment;
【図18】同実施形態におけるビークルの誘導方法の説
明図。FIG. 18 is an explanatory diagram of a vehicle guiding method in the embodiment.
【図19】従来のビークル誘導方式の概要を示す図。FIG. 19 is a diagram showing an outline of a conventional vehicle guidance system.
【図20】従来のビークル誘導方式の他の例を示す図。FIG. 20 is a diagram showing another example of a conventional vehicle guidance system.
【図21】従来の無軌道クレーン誘導方式の概要を示す
図。FIG. 21 is a diagram showing an outline of a conventional trackless crane guidance system.
【図22】従来の無軌道クレーン誘導装置の構成を示す
ブロック図。FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of a conventional trackless crane guidance device.
【図23】従来の製鉄ヤードにおける無人搬送車の誘導
制御方法を示す図。FIG. 23 is a diagram showing a conventional method for controlling guidance of an automatic guided vehicle in a steelmaking yard.
【図24】従来の港湾ヤードにおける無人搬送車の誘導
制御方法を示す図。FIG. 24 is a diagram showing a conventional guidance control method of an automatic guided vehicle in a port yard.
10…コンテナヤード 11…船 12…コンテナクレーン 13…コンテナ 14…無人搬送車 15…マーク 16…無軌道クレーン 17…本軌道 18…回避軌道 20…物体 21…コントローラ・センサモジュール 30…製鉄ヤード 31…軌道 32…回避軌道 33、33a、33b…マーク 34…倉庫 35…船 36、36a、36b…無人搬送車 37…製鉄コイル 38…クレーン 40…ビークル本体 41…長距離センサ 42…中距離センサ 43…短距離センサ 44…チルト機構 45a…CCDカメラ 48…レーザスリット光源 50…操作者 51…操作システム 52…ビークル制御系 53…ビークル運動制御システム 54…長距離レベル制御部 55…中距離レベル制御部 56…短距離レベル制御部 61…ビークル本体 62…車輪ユニット 63…操舵軸ユニット 65、65a、65b…マークセンサ 66…ジャイロ 67…車輪エンコーダ 68…操舵エンコーダ 69、69a、69b…マーク 71…マークセンサ処理ユニット 72…ジャイロ処理ユニット 73A…車輪エンコーダ処理ユニット 73B…操舵エンコーダ処理ユニット 74…旋回角度演算部 75…ビークル位置演算部 76…操舵角度指令生成部 77…コントローラ 78…計測位置・姿勢演算部 79…重み係数演算部 90…2次元的検出領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Container yard 11 ... Ship 12 ... Container crane 13 ... Container 14 ... Automatic guided vehicle 15 ... Mark 16 ... Trackless crane 17 ... Main track 18 ... Avoidance track 20 ... Object 21 ... Controller / Sensor module 30 ... Steel yard 31 ... Track 32: Avoidance trajectory 33, 33a, 33b ... Mark 34 ... Warehouse 35 ... Ship 36, 36a, 36b ... Automatic guided vehicle 37 ... Iron making coil 38 ... Crane 40 ... Vehicle body 41 ... Long distance sensor 42 ... Middle distance sensor 43 ... Short Distance sensor 44 ... Tilt mechanism 45a ... CCD camera 48 ... Laser slit light source 50 ... Operator 51 ... Operation system 52 ... Vehicle control system 53 ... Vehicle motion control system 54 ... Long distance level control unit 55 ... Medium distance level control unit 56 ... Short-distance level control unit 61 ... Vehicle body 62 ... Car Unit 63: Steering axis unit 65, 65a, 65b: Mark sensor 66: Gyro 67: Wheel encoder 68: Steering encoder 69, 69a, 69b: Mark 71: Mark sensor processing unit 72: Gyro processing unit 73A: Wheel encoder processing unit 73B ... Steering encoder processing unit 74 ... Turning angle calculation unit 75 ... Vehicle position calculation unit 76 ... Steering angle command generation unit 77 ... Controller 78 ... Measurement position / posture calculation unit 79 ... Weight coefficient calculation unit 90 ... Two-dimensional detection area
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 1/00 - 1/12 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G05D 1/00-1/12
Claims (12)
たマークを検出するセンサを備え、上位系から与えられ
る軌道・指令速度に従って自律走行する無人搬送車と、 前記無人搬送車に設けられ、走行の障害となる前方の物
体の有無を判別する物体検出用センサと、 前記物体検出用センサにより物体が検出されない状態で
は前記上位系からの軌道・指令速度に従って走行を制御
する第1の走行制御手段と、 前記物体検出用センサから物体有りの検出信号が出力さ
れると、予め記憶している物体の位置とサイズを示す地
図データと照合して前記検出された物体が既知であるか
否かを判定する判定手段と、 前記判定手段により物体が既知であると判定された場合
に、前記地図データから求めた物体の位置とサイズに基
づいて指令速度を減速すると共に前記物体を回避するた
めの回避軌道を生成する第2の走行制御手段と、 前記判定手段により物体が未知であると判定された場合
に走行を停止する第3の走行制御手段と、 前記物体検出用センサの判別結果が不明確の場合には、
軌道はそのままで指令速度を減速する第4の走行制御手
段とを具備したことを特徴とする無人搬送車の走行制御
システム。An automatic guided vehicle provided with a sensor for detecting a mark discretely set in advance along a traveling track, and autonomously traveling in accordance with a track and a command speed given from a host system, provided on the automatic guided vehicle An object detection sensor that determines the presence or absence of a forward object that hinders traveling; and a first traveling that controls traveling according to a trajectory and a command speed from the upper system when no object is detected by the object detection sensor. Control means, when a detection signal indicating presence of an object is output from the object detection sensor, the detected object is compared with map data indicating a position and a size of the object stored in advance, and the detected object is detected. Determining means for determining whether or not the object is known; and when the determining means determines that the object is known, the determining means determines the object based on the position and size of the object obtained from the map data.
A second traveling control means for generating an avoidance trajectory to avoid the object as well as deceleration command speed Zui, third stopping the running when the object is determined to be unknown by the determination unit If the determination result of the travel control means and the object detection sensor is unclear ,
A travel control system for an automatic guided vehicle, comprising: fourth travel control means for reducing a command speed while keeping a track.
抜くための回避軌道の生成方法において、(A)前方に
物体が存在しないときの無人搬送車の中心Cと、前方に
存在する物体の中心Oを結ぶ方向を本軌道とし、前記物
体の中心Oを原点とする本軌道の方向をx軸、x軸に対
して直交する方向をy軸とするとき、下記式(a)で表
される点を回避軌道回避点P3 (x3 、y3 )とし、 x3 =0, y3 =±W=±(WB /2+△W) ・・・式(a) ここで、 Wは座標原点Oと回避点回避点P3 の距離 WB は物体の幅 △Wは横方向回避距離 (B)下記式(b)で表される点を本軌道から分岐する
回避軌道開始点P1 (x1 、y1 )とし、 x1 =−(LB /2+△L) y1 =0 ・・・式(b) ここで、 LB は物体の長さ △Lは縦方向回避距離(回避軌道開始点P1 から物体ま
での距離) (C)下記式(c)で表される点を回避軌道直進部開始
点P2 (x2 、y2 )とし、 x2 =−(LB /
2+L1 ) y2 =±W=±(WB /2+△W) ・・・式(c) ここで、 LB は物体の長さ L1 は回避軌道直進部開始点から物体の端までの本軌道
方向成分 Wは座標原点Oと回避点回避点P3 の距離 (D)下記式(d)で表される点を回避軌道直進部終了
点P4 (x4 、y4 )とし、 x4 =+(LB /2+L1 ) y4 =±W=±(WB /2+△W) ・・・式(d) (E)下記式(e)で表される点を本軌道への復帰する
回避軌道終了点P5 (x5 、y5 )とし、 x5 =+(LB /2+△L) y5 =0 ・・・式(e) (F)前記回避軌道直進部開始点P2 と回避軌道回避点
P3 と回避軌道直進部終了点P4 の間は直線で結び、 前記回避軌道開始点P1 と回避軌道直進部開始点P2 の
間、および回避軌道直進部終了点P4 と本軌道への復帰
点P5 の間は、滑らかな曲線で補間し、 前記回避軌道開始点P1 から本軌道への復帰点P5 に到
る間にある物体を追い抜くことができる無人搬送車の本
軌道上の物体追抜き用回避軌道の生成方法。2. A method for generating an avoidance trajectory for overtaking an object existing in front of an automatic guided vehicle, comprising: (A) a center C of the automatic guided vehicle when no object is present ahead; When the direction connecting the center O is defined as the main trajectory, the direction of the main trajectory having the center O of the object as the origin is defined as the x-axis, and the direction orthogonal to the x-axis is defined as the y-axis, the following formula (a) is used. Is defined as the avoidance trajectory avoidance point P 3 (x 3 , y 3 ), and x 3 = 0, y 3 = ± W = ± (W B / 2 + △ W) Equation (a) where W is coordinate origin O and the distance W B of the avoidance point avoidance point P 3 is the object of the width △ W is avoidance route start point P 1 to the branch point represented by lateral avoidance distance (B) the following formula (b) from the trajectory (x 1, y 1) and then, x 1 = - (L B / 2 + △ L) y 1 = 0 ··· formula (b) where, L B is the length of the object △ L is longitudinally around distance And releasing (Distance from avoidance route start point P 1 to the object) (C) around a point represented by the following formula (c) track straight section starting point P 2 (x 2, y 2 ), x 2 = - ( L B /
2 + L 1 ) y 2 = ± W = ± (W B / 2 + ΔW) (Equation (c)) where LB is the length of the object, and L 1 is the distance from the starting point of the straight section of the avoidance trajectory to the end of the object. this track direction component W is the coordinate origin O and the distance of avoidance point avoidance point P 3 (D) the following formula (d) avoid the point represented by the track straight section end point P 4 (x 4, y 4 ), x 4 = + (L B / 2 + L 1) y 4 = ± W = ± (W B / 2 + △ W) ··· formula (d) (E) the points represented by the following formula (e) to the track and avoid returning trajectory end point P 5 (x 5, y 5 ), x 5 = + (L B / 2 + △ L) y 5 = 0 ··· formula (e) (F) the avoidance path straight portion starting point between P 2 and avoidance path around point P 3 and avoidance path straight section end point P 4 is connected by a straight line, between the avoidance trajectory start point P 1 and the avoidance path straight portion starting point P 2, and avoidance path straight portion terminates return point P 5 between the point P 4 to this orbit During interpolates a smooth curve, avoiding overtaking object on the trajectory of the AGV which can overtake objects in between extending from the avoidance path start point P 1 to the return point P 5 to the track Orbit generation method.
式(f)により算出し、 △W=WAGV /2+WAGV ×N ・・・式(f) ここで、 WAGV は無人搬送車の幅 Nは無人搬送車の回避係数 (B)前記縦方向回避距離△Lは、下記式(g)により
算出することを特徴とする請求項2に記載の無人搬送車
の本軌道上の物体追抜き用回避軌道の生成方法。 △L=L1 +L2 ・・・式(g) 但し、 L1 =WAGV /2+Lstop×kstop+LMAP ×kMAP ・・式(h) L2 =1.5(WB /2+△W) ・・・式(i) ここで、 L1 は回避軌道直進部開始点から物体の端までの本軌道
方向成分 L2 は回避軌道の旋回軌道部分の本軌道方向成分 WAGV は無人搬送車の幅 Lstopは制動距離 kstopはLstopのマージン LMAP は地図上の物***置誤差 kMAP はLMAP のマージン WB は物体の幅 △Wは横方向回避距離(A) The lateral avoidance distance ΔW is calculated by the following equation (f): ΔW = W AGV / 2 + W AGV × N Equation (f) where W AGV is unmanned width N is avoided coefficient of the automatic guided vehicle transport vehicle (B) the longitudinal avoidable distance △ L is on the trajectory of the AGV of claim 2, characterized in that calculated by the following equation (g) A method of generating an avoidance trajectory for overtaking an object. ΔL = L 1 + L 2 Equation (g) where L 1 = W AGV / 2 + L stop × k stop + L MAP × k MAP Equation (h) L 2 = 1.5 (W B / 2 + B ) W) Equation (i) where L 1 is the main trajectory direction component from the starting point of the avoidance trajectory straight part to the end of the object L 2 is the main trajectory direction component of the turning trajectory portion of the avoidance trajectory W AGV is unmanned transport car width L stop braking distance k stop is L stop margin L mAP is margin W B of the object position error k mAP is L mAP on the map object width △ W lateral avoidance distance
たマーク及び走行の障害となる物体をセンサにより検出
して無人搬送車の走行を制御する無人搬送車の走行制御
システムにおいて、 前記センサを長距離センサ、中距離センサ、短距離セン
サに階層化すると共に、各センサの検出結果に応じた指
令速度を生成する制御系を長距離レベル、中距離レベ
ル、短距離レベルに階層化し、前記長距離レベルでは長
距離センサの計測結果に基づいて軌道に沿う指令速度を
生成し、中距離レベルでは中距離センサの計測結果に基
づいてマークに引き付けられる速度と走行の障害となる
物体に反発する速度を合成して指令速度を生成し、短距
離レベルでは短距離センサの計測結果に基づいてマーク
からのずれと姿勢のずれを修正する指令速度を生成し、
前記各レベルでの指令速度を重畳して最終的な指令速度
を生成することを特徴とする無人搬送車の走行制御シス
テム。4. A traveling control system for an automatic guided vehicle that controls the traveling of an automatic guided vehicle by detecting, with a sensor, a mark that is discretely set in advance along a traveling track and an object that is an obstacle to traveling, Are hierarchized into long-distance sensors, middle-distance sensors, and short-distance sensors, and a control system that generates a command speed according to the detection result of each sensor is hierarchized into a long-distance level, a middle-distance level, and a short-distance level. At the long distance level, the command speed along the trajectory is generated based on the measurement result of the long distance sensor, and at the medium distance level, the speed is attracted to the mark based on the measurement result of the medium distance sensor and repels the object that interferes with running The command speed is generated by synthesizing the speed, and at the short distance level, the command speed for correcting the deviation from the mark and the deviation of the posture based on the measurement result of the short distance sensor is generated,
A travel control system for an automatic guided vehicle, wherein a final command speed is generated by superimposing command speeds at the respective levels.
たマーク及び走行の障害となる物体をセンサにより検出
して無人搬送車の走行を制御する無人搬送車の走行制御
システムにおいて、 前記センサを長距離センサ、中距離センサ、短距離セン
サに階層化すると共に、各センサの検出結果を物体の有
無に応じて、物体無し、物体有り、物体有無不明に分
け、前記センサの計測結果が物体無しであれば現状のま
ま走行し、計測結果が物体有りであれば減速して軌道変
更し、計測結果が物体有無不明であれば減速するように
走行制御することを特徴とする無人搬送車の走行制御シ
ステム。5. A traveling control system for an automatic guided vehicle that controls the traveling of an automatic guided vehicle by detecting, by a sensor, marks that are discretely set in advance along a traveling path and objects that are obstacles to traveling, Are classified into a long-range sensor, a middle-range sensor, and a short-range sensor, and the detection results of each sensor are divided into the absence of an object, the presence of an object, and the presence or absence of an object according to the presence or absence of an object. If there is no object, the vehicle travels as it is, if the measurement result indicates that there is an object, decelerates and changes the trajectory, and if the measurement result is unknown, the traveling control is performed so as to reduce the speed. Travel control system.
たマークを検出するセンサを備え、上位系から与えられ
る軌道・指令速度に従って自律走行する無人搬送車と、 前記無人搬送車に設けられ、長距離の前方位置における
物体の有無を判別する長距離センサと、 前記無人搬送車から中距離の前方位置における物体の有
無及び前記軌道上のマークを検出する中距離センサと、 前記無人搬送車から短距離の前方位置における物体の有
無及び前記軌道上のマークを検出する短距離センサと、 前記長距離センサにより物体が検出されない場合は軌道
に追従する指令速度を生成し、物体が検出された場合は
前記物体を回避する回避軌道を生成し、物体の有無を判
別できない場合は軌道はそのままで速度を減速する長距
離レベル制御手段と、 前記中距離センサにより物体が検出されない場合はマー
クの検出によってマークに引き付けられる指令速度を生
成し、物体が検出された場合は物体に反発する指令速度
を生成し、物体の有無を判別できない場合は速度を減速
する中距離レベル制御手段と、 前記短距離センサにより物体が検出されない場合はマー
クの検出によって軌道・速度の微修正を行なう指令速度
を生成し、物体が検出された場合は物体に衝突しないで
停止できるか否かを判別し、衝突しないで停止できる状
態であれば緊急停止する指令速度を生成し、衝突する可
能性がある場合は安全側に回避して停止する指令速度を
生成する短距離レベル制御手段と、 前記長距離レベル制御手段と中距離レベル制御手段及び
短距離レベル制御手段から出力される指令速度に重み係
数を付けて合成し、最終的な指令速度を生成する制御手
段と を具備したことを特徴とする無人搬送車の走行制御シス
テム。6. An automatic guided vehicle provided with a sensor for detecting a mark provided discretely in advance along a traveling track, and autonomously traveling in accordance with a track and a command speed given from a host system, and provided in the automatic guided vehicle. A long-distance sensor that determines the presence or absence of an object at a long-distance forward position, a middle-distance sensor that detects the presence or absence of an object at a middle-distance forward position from the automatic guided vehicle, and a mark on the track, A short-range sensor that detects the presence or absence of an object at a short-distance forward position and a mark on the trajectory, and generates a command speed that follows the trajectory when the object is not detected by the long-range sensor, and the object is detected. A long-distance level control unit that generates an avoidance trajectory for avoiding the object, and if it is not possible to determine the presence or absence of the object, reduces the speed while keeping the trajectory as it is; If the sensor does not detect an object, it generates a command speed that is attracted to the mark by detecting the mark, generates a command speed that repels the object if an object is detected, and reduces the speed if it is not possible to determine the presence of the object Medium distance level control means for generating a command speed for fine correction of the trajectory / speed by detecting a mark when the object is not detected by the short distance sensor, and stopping without colliding with the object when the object is detected A short-distance level that determines whether or not it is possible and generates a command speed for emergency stop if the vehicle can be stopped without collision, and generates a command speed for avoiding and stopping safely if there is a possibility of collision. Control means; command speeds output from the long-distance level control means, the medium-distance level control means and the short-distance level control means are combined with weighting coefficients. And a control means for generating a final commanded speed.
たマークをセンサにより検出して無人搬送車の走行を制
御する無人搬送車の走行制御システムにおいて、 前記離散的に設置されたマークにより2次元位置を検出
するマークセンサと、車輪角速度を検出する車輪エンコ
ーダと、操舵軸角度を検出する操舵エンコーダと、搬送
車本体の旋回角速度検出するジャイロとを備え、前記マ
ークセンサ、車輪エンコーダ、操舵エンコーダ及びジャ
イロの各検出情報を融合して走行位置を連続的に求めて
走行を制御すると共に、前記マーク間の走行時はマーク
センサ情報より車輪エンコーダ、操舵エンコーダ及びジ
ャイロ情報の重み係数を大きくし、マークセンサがマー
クに接近するに従ってマークセンサ情報の重み係数を車
輪エンコーダ、操舵エンコーダ及びジャイロ情報の重み
係数より順次大きくすることを特徴とする無人搬送車の
走行制御システム。7. A traveling control system for an automatic guided vehicle that controls the traveling of an automatic guided vehicle by detecting marks that are discretely set in advance along a traveling trajectory by a sensor. A mark sensor for detecting a two-dimensional position, a wheel encoder for detecting a wheel angular velocity, a steering encoder for detecting a steering shaft angle, and a gyro for detecting a turning angular velocity of the carrier body; The traveling position is continuously determined by fusing each detection information of the encoder and the gyro to control traveling, and at the time of traveling between the marks, the weight coefficient of the wheel encoder, the steering encoder and the gyro information is increased from the mark sensor information. As the mark sensor approaches the mark, the weight coefficient of the mark sensor information is Over Da and running control system for AGV, characterized in that successively larger than the weighting factor of the gyro information.
ンサ情報を融合する方法において、 (A)無人搬送車の自律走行に用いる第i番目のセンサ
の重み係数をKi (i=1〜n)とし、第i番目のセン
サから求めたビークル本体の計測位置・姿勢をSi =
(xi 、yi 、θi )とするとき、全てのセンサを自在
に組み合わせると共に、第iセンサが得意とする使用状
況(ビークル本体の速度Vまたは角速度Ωの大きい状
況)では、第iセンサの重み係数Ki を大きくするため
に、重み係数演算部により、 ビークル本体の速度Vに比例して重み係数Ki を線形的
に変え、 ビークル本体の角速度Ωに比例して重み係数Ki を線形
的に変え、 (B)ビークル本体の位置・姿勢Sを式(j)に基づ
き、ビークル本体の計測装置・姿勢演算部により、 S=(k1 S1 +・・・・+kn Sn )/(k1 +・・・・+kn ) ・・・式(j) 求めることを特徴とする無人搬送車の自律走行用センサ
情報融合方法。8. A method of fusing sensor information used for autonomous traveling of an automatic guided vehicle, comprising: (A) setting a weighting coefficient of an i-th sensor used for autonomous traveling of an automated guided vehicle to K i (i = 1 to 1) n), and the measured position / posture of the vehicle body obtained from the i-th sensor is S i =
When (x i , y i , θ i ), all the sensors are freely combined, and in the usage situation where the i-th sensor is good (the situation where the speed V of the vehicle body or the angular velocity Ω is large), the i-th sensor In order to increase the weight coefficient K i of the vehicle, the weight coefficient calculation unit linearly changes the weight coefficient K i in proportion to the speed V of the vehicle body, and changes the weight coefficient K i in proportion to the angular velocity Ω of the vehicle body. linearly changed, (B) based on the position and orientation S of the vehicle body in the formula (j), the measuring device and attitude calculation unit of the vehicle body, S = (k 1 S 1 + ···· + k n S n ) / (k 1 + ···· + k n) ··· formula (j) autonomous sensor information fusion process of the automatic guided vehicle and obtaining.
用センサ情報融合方法において、前記第i番目のセンサ
から求めたビークル本体の計測位置・姿勢をSi =(x
i 、yi 、zi 、θi )として全てのセンサを自在に組
み合わせることを特徴とする無人搬送車の自律走行用セ
ンサ情報融合方法。9. The method according to claim 8 , wherein the measured position and orientation of the vehicle body obtained from the i-th sensor is S i = (x
i , y i , z i , θ i ). A sensor information fusion method for autonomous traveling of an automatic guided vehicle, wherein all sensors are freely combined.
センサ情報を融合する方法において、 (A)ジャイロの重み係数KG は、式(k)に基づき、
重み係数演算部により、ビークル本体の速度Vに比例し
て線形的に変えると共に、ビークル本体の角速度Ωに比
例して線形的に変え、 KG =max(V/Vmax,Ω/Ωmax) ・・・式(k) 但し、 max(A、B)はAとBのうちの最大値 Vmaxはビークル本体の最大速度 Ωmaxはビークル本体の最大角速度 (B)車輪エンコーダの重み係数KE は,式(l)に基
づき、重み係数演算部により、ビークル本体の速度Vま
たは角速度Ωに応じて変え、 KE =1−KG ・・・式(l) (C)ビークル本体の旋回角度θEGは、式(m)に基づ
き、旋回角度演算部により、 θEG=KE θE +KG θG ・・・式(m) 但し、 θE は、車輪エンコーダにより求めたビークル本体の旋
回角度計算値 KE は、車輪エンコーダの重み係数 θG は、ジャイロにより求めたビークル本体の旋回角度
計算値 KG は、ジャイロの重み係数 求めることを特徴とする無人搬送車の自律走行用センサ
情報融合方法。10. A method of fusing the sensor data for use in autonomous AGV, the weighting coefficient K G of (A) a gyro, on the basis of the equation (k),
The weighting coefficient calculator linearly changes in proportion to the speed V of the vehicle body and linearly changes in proportion to the angular velocity Ω of the vehicle body, and K G = max (V / Vmax, Ω / Ωmax) Equation (k) where max (A, B) is the maximum value of A and B Vmax is the maximum velocity of the vehicle body Ωmax is the maximum angular velocity of the vehicle body (B) The weight coefficient K E of the wheel encoder is represented by the equation ( based on l), the weight-coefficient calculation unit, changed according to the speed V or the angular velocity Ω of the vehicle body, K E = 1-K G ··· formula (l) (C) turning angle theta EG of the vehicle body, Based on Equation (m), the turning angle calculation unit calculates θ EG = K E θ E + K G θ G ... Equation (m) where θ E is the calculated turning angle K of the vehicle body obtained by the wheel encoder. E is the weight coefficient of the wheel encoder θ G is the gy The turning angle calculation value K G of the vehicle body obtained by filtration, sensor information fusion method for autonomous AGV, characterized in that determining the weighting factor of the gyro.
置されたマークの位置を検出するマークセンサからの情
報I205 を入力して、ビークル本体の位置・姿勢P
M (PM x 、PM y 、θM )を求め、 (B)ジャイロ処理ユニットに、ジャイロからのビーク
ル本体の旋回角速度情報I206 を入力して、ビークル本
体の現在の旋回角度θG を求め、 (C)車輪エンコーダ処理ユニットに、車輪エンコーダ
からの各車輪軸の回転数情報I207 を入力して、ビーク
ル本体の現在の旋回角度θE を求め、 (D)操舵エンコーダ処理ユニットに、操舵エンコーダ
からの操舵軸角度情報I208 を入力して、操舵軸角度δ
を検出し、 (E)旋回角度演算部に、前記旋回角度θG およびその
重み係数KG と、前記旋回角度θE およびその重み係数
KE を入力し、式(n)に基づき、ビークル本体の旋回
角度θEGを求め、 θEG=KE θE +KG θG ・・・式(n) (F)無人搬送車位置演算部に、ビークル本体の1サン
プル前位置のx成分PEGX OLDおよびy成分PEG Y OLD
と、車輪半径の平均値Rave と、車輪角速度の平均値ω
ave と、制御周期Tcontと、前記ビークル本体の旋回角
度θEGを入力して、式(o)に基づき、ビークル本体の
現在位置のx成分PEG Xおよびy成分PEGYを求め、 PEG X=PEG X OLD+Rave ・ωave ・Tcont・cosθEG PEG Y=PEG Y OLD+Rave ・ωave ・Tcont・sinθEG ・・・式(o) (G)マークセンサからの情報で求めたビークル本体の
位置・姿勢PM と、ジャイロからの情報および車輪エン
コーダからの情報で求めたビークル本体の位置・姿勢P
EGを、請求項8に記載の方法により融合することによ
り、ビークル本体の位置・姿勢Sを連続的かつ高精度に
求め、 (H)操舵角度指令生成部から、操舵軸ユニットのコン
トローラに操舵軸角度の制御信号δc を出力することを
特徴とする無人搬送車の自律走行方法。11. An autonomous traveling method for an automatic guided vehicle, comprising: (A) inputting information I 205 from a mark sensor for discretely detecting the position of a mark installed on the ground to a mark sensor processing unit, Body position / posture P
M (PM x , PM y , θ M ) is obtained. (B) The vehicle body turning angular velocity information I 206 from the gyro is input to the gyro processing unit, and the current turning angle θ G of the vehicle body is obtained. (C) Input the rotation speed information I 207 of each wheel shaft from the wheel encoder to the wheel encoder processing unit to obtain the current turning angle θ E of the vehicle body. (D) In the steering encoder processing unit, The steering shaft angle information I 208 is input from the steering encoder, and the steering shaft angle δ
Detects, based on the (E) to the turning angle calculation unit, and inputs the rotation angle theta G and its weighting factor K G, the turning angle theta E and its weight coefficient K E, formula (n), the vehicle body the pivot obtains the angle θ EG, θ EG = K E θ E + K G θ G ··· formula (n) (F) to the AGV position calculating unit, x component P EGX OLD of the previous sample position of the vehicle body And y component P EG Y OLD
, The average value of the wheel radius R ave, and the average value of the wheel angular velocity ω
and ave, the control period T cont, enter the turning angle theta EG of the vehicle body, based on the equation (o), determine the x component P EG X and y components P EGY of the current position of the vehicle body, P EG X = P EG X OLD + R ave · ω ave · T cont · cos θ EG P EG Y = P EG Y OLD + R ave · ω ave · T cont · sin θ EG Equation (o) (G) from mark sensor the position and orientation P M of the vehicle body determined by the information, position and orientation P of the vehicle body determined by the information from the information and the wheel encoder from the gyro
The position and orientation S of the vehicle body is continuously and accurately obtained by fusing the EG with the method according to claim 8. (H) The steering angle command is generated from the steering angle command generator to the controller of the steering shaft unit. autonomous process of the automatic guided vehicle and outputs a control signal [delta] c angles.
走行方法において、 (A)ジャイロ処理ユニットに、ジャイロにより求めた
ビークル本体の1サンプル前の角度計算値θG OLD と、
制御周期Tcontと、ジャイロにより求めたビークル本体
の旋回角速度の現在値ΩG を入力し、式(p)に基づ
き、ジャイロによるビークル本体旋回角度の現在値θG
を求め、 θG =θG OLD +Tcont・ΩG ・・・式(p) (B)車輪エンコーダ処理ユニットに、車輪エンコーダ
により求めたビークル本体の1サンプル前の角度計算値
θE OLD と、制御周期Tcontと、車輪半径Rと、右側車
輪の角速度の平均値ωave r と、左側車輪の角速度の平
均値ωave l と、左車輪と右車輪の間隔Wb を入力し、
式(p)に基づき、エンコーダによるビークル本体旋回
角度の現在値θE を求め、 θE =θE OLD +Tcont・R(ωave r −ωave l )/Wb ・・・式(q) (C)ビークル本体の旋回角度θEGは、請求項10に記
載の方法により、式(m)に基づき、 θEG=KE θE +KG θG ・・・式(m) 求めることを特徴とする無人搬送車の自律走行方法。12. The autonomous traveling method for an automatic guided vehicle according to claim 11, wherein: (A) the gyro processing unit calculates an angle calculation value θ G OLD of the vehicle body one sample before obtained by the gyro;
The control cycle T cont and the current value Ω G of the turning angular velocity of the vehicle body obtained by the gyro are inputted, and the current value θ G of the turning angle of the vehicle body by the gyro is obtained based on the equation (p).
Θ G = θ G OLD + T cont · Ω G Equation (p) (B) The wheel encoder processing unit calculates the angle calculation value θ E OLD of the vehicle body one sample before obtained by the wheel encoder, enter the control period T cont, and wheel radius R, and the average value omega ave r of the angular velocity of the right wheel, and the average value omega ave l of the angular velocity of the left wheel, the distance W b of the left wheel and the right wheel,
Based on the equation (p), the current value of the vehicle body turning angle θ E by the encoder is obtained, and θ E = θ E OLD + T cont · R (ω ave r −ω ave l ) / W b ... Equation (q) (C) The turning angle θ EG of the vehicle body is described in claim 10.
By the method of mounting, on the basis of the formula (m), θ EG = K E θ E + K G θ G ··· formula (m) autonomous method of automatic guided vehicles and finding.
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